カイラリティ同定したカーボンナノチューブの表面物性探索

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昨年度までに確立した原子間力顕微鏡と透過型電子顕微鏡を組み合わせた物質の評価手法をラマン分光測定手法に拡張するため、チップ増強型近接場ラマン散乱分光測定を用いた単層カーボンナノチューブの物性測定を行った。原子間力顕微鏡、及び透過型電子顕微鏡で得られた構造情報に、ラマン散乱分光測定によるナノメートルスケールの物性情報(電子状態密度の局所的変調、構造欠陥の有無など)が加わることで、構造と物性の関係性を正しく把握することができると考えられる。目的とする数十ナノメートルの空間分解能を有するラマン分光測定を行うためには光の回折限界を超えなければならず、本研究で用いたチップ増強型近接場ラマン散乱分光測定が最適である。また、本研究の対象物質であるカーボンナノチューブはその構造や周囲の環境などにより特異なラマン分光測定結果が得られることが知られており、ラマン分光測定法が強力なツールとなる。現在、本研究に適用するために最適な条件(ラマン分光測定に用いるレーザー光の励起波長の選択と探針の最適化など)を探しており、条件の最適化後、構造決定された2層カーボンナノチューブの評価を行う予定である。局所的に導入された構造と物性の対応関係を明らかにすることで、構造変化に起因した物性の特異な応答を明らかにすることができる。この知見を応用すれば、カーボンナノチューブに外部から目的とする構造変化を導入することによりカーボンナノチューブの物性を自由に制御することが可能となり、カーボンナノチューブの特性を生かした各種デバイスへの新たな機能付加に繋がると考えられる。