Electronic structure of single wall carbon nanotubes in localized light field

• Project/Area Number: 22740195
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: Kyoto University (2011-2012); Chiba University (2010)
• Principal Investigator: MOURI Shinichiro 京都大学, エネルギー理工学研究所, 研究員 (60516037)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2012: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2010: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: カーボンナノチューブ / 光電場 / ナノ構造 / 共鳴レイリー散乱 / ナノ光ファイバー

Research Abstract

We observed the resonant rayleigh scattering of lowest exciton transition of single walled carbon nanotubes grown on the optical nanofiber which is one of the possible structures of generating localized light field. The exciton linewidth (~1meV) observed by rayleigh scattering is sharper than the exciton linewidth observed by photoluminescence. The photoluminescence quantum yield of PFO dispersed carbon nanotubes is limited by the shortening of nanotubes due to vigorous sonication. We also clarified the fundamental optical properties of carried-doped carbon nanotubes that are expected to show the large response to optical field.

Research Products

• [Journal Article] Temperature dependence of photoluminescence spectra in hole-doped single-walled carbon nanotubes: Implications of trion localization (2013)
  • Author(s): 毛利真一郎、宮内雄平、松田一成
  • Journal Title: Physical Revew B 誌 Volume: 87巻 Issue: 4 Pages: 45408-45412
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.045408
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of negative and positive trions in theelectrochemically carrier-doped single-walled carbon nanotubes (2012)
  • Author(s): パク・ジンスン、平兮 康彦、毛利真一郎、宮内雄平、中島直敏、松田一成
  • Journal Title: Jounal of AmericanChemical Society Volume: 134巻 Issue: 35 Pages: 14461-14466
  • DOI: 10.1021/ja304282j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exciton-hole interactions in hole-doped single-walled carbon nanotubes evaluated by absorption spectral changes (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎、松田一成
  • Journal Title: Journal of Applied Physics Volume: 111巻
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.4710532
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dispersion-process effects on the photoluminescence quantum yields of single-walled carbon nanotubes dispersed using aromatic polymers (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎、宮内雄平、松田一成
  • Journal Title: Jounal of Physical Chemistry C Volume: 116巻 Issue: 18 Pages: 10282-10286
  • DOI: 10.1021/jp212040y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of the photovoltaic properties of single-walled carbon nanotube/silicon heterojunction solar cells (2012)
  • Author(s): 小澤大知、平岡和志、宮内雄平、毛利真一郎、松田一成
  • Journal Title: Applied Physics Express Volume: 5巻 Issue: 4 Pages: 423041-423043
  • DOI: 10.1143/apex.5.042304
  • NAID: 10030592800
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single molecule spectroscopy of carbon nanotubes grown on a tapered optical fiber (2012)
  • Author(s): 長能卓哉、岡田圭介、毛利真一郎、室清文、
  • Journal Title: AIP Conference. Proceedings Volume: 1399巻 Pages: 779-780
• [Journal Article] Exciton-hole interactions in hole-doped single-walled carbon nanotubes evaluated by absorption spectral changes (2012)
  • Author(s): Shinichiro Mouri
  • Journal Title: Jounal of Applied Physics Volume: 111 Issue: 9 Pages: 943091-943093
  • DOI: 10.1063/1.4710532
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dispersion-Process Effects on the Photoluminescence Quantum Yields of Single-Walled Carbon Nanotubes Dispersed (2012)
  • Author(s): Shinichiro Mouri, Yuhei Miyauchi, Kazunari Matsuda
  • Journal Title: Journal of Physical Chemistry C
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of the photovoltaic properties of single-walled carbon nanotube/silicon heterojunction solar cells (2012)
  • Author(s): Daichi Kozawa, Kazushi Hiraoka, Yuhei Miyauchi, Shinichiro Mouri
  • Journal Title: Applied Physics Express
  • NAID: 10030592800
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single molecule spectroscopy of carbon nanotubes grown on a tapered optical fiber (2012)
  • Author(s): T.Nagano, K.Okada, S.Mouri, K.Muro
  • Journal Title: AIP Conf.Proc. Volume: 1399 Issue: 1 Pages: 779-780
  • DOI: 10.1063/1.366660
• [Journal Article] Dynamical separation of spin and lattice degrees of freedom in the relaxation process from the photo-induced state (2011)
  • Author(s): 渡邊浩, ニコラ・ブレフェル,毛利真一郎,ジャン・ピエール・ツシャゲ, エリック・コレ、田中耕一郎
  • Journal Title: Europhysics Letters Volume: 96巻
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamical separation of spin and lattice degrees of freedom in the relaxation process from the photo-induced state (2011)
  • Author(s): H.Watanabe
  • Journal Title: Euro Physics Lett. Volume: 96 Issue: 1 Pages: 17004-17004
  • DOI: 10.1209/0295-5075/96/17004
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブにおける光学非線形性 (2013)
  • Author(s): 秋月直人
  • Organizer: 第68回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-28
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブにおける励起子・荷電励起子発光の温度依存性 (2013)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第68回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] 酸素ドープカーボンナノチューブにおける強い発光飽和 (2013)
  • Author(s): 岩村宗千代
  • Organizer: 第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2013-03-11
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブにおける励起子・荷電励起子発光の温度依存性 (2013)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第68回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 広島県、東広島市、広島大学、東広島キャンパス
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブにおける光学非線形性 (2013)
  • Author(s): 秋月直人
  • Organizer: 第68回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 広島県、東広島市、広島大学、東広島キャンパス
• [Presentation] 酸素ドープ単層カーボンナノチューブの光学非線形性 (2013)
  • Author(s): 岩村宗千代
  • Organizer: 第68回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 広島県、東広島市、広島大学、東広島キャンパス
• [Presentation] 化学ドーピングによる単原子層MoS2の光学スペクトルの変調 (2013)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 東京大学伊藤謝恩ホール
• [Presentation] High efficiency carbon nanotube/silicon heterojunction solar cells fabricated using high (2013)
  • Author(s): 王 飛久
  • Organizer: 第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 東京大学伊藤謝恩ホール
• [Presentation] 酸素ドープカーボンナノチューブにおける強い発光飽和 (2013)
  • Author(s): 岩村宗千代
  • Organizer: 第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 東京大学伊藤謝恩ホール
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブにおける荷電励起子の局在 (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第23回光物性研究会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2012-12-07
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブの発光スペクトルにおける電場印加効果 (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 2012年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 酸素ドープカーボンナノチューブにおける励起子ダイナミクス (2012)
  • Author(s): 宮内雄平
  • Organizer: 2012年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 酸素ドープカーボンナノチューブの発光測定 (2012)
  • Author(s): 岩村宗千代
  • Organizer: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2012-09-05
• [Presentation] キャリアドープした単層カーボンナノチューブの発光励起分光 (2012)
  • Author(s): 秋月直人
  • Organizer: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2012-09-05
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブにおける発光スペクトルの温度依 存 性 (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2012-09-05
• [Presentation] Luminescence Properties of Oxygen-Doped Carbon Nanotubes (2012)
  • Author(s): 宮内雄平
  • Organizer: Thirteenth International Conference on the Science andApplication of Nanotubes
  • Place of Presentation: Brisbane Convention & Exhibition Centre, Brisbane, Australia
  • Year and Date: 2012-06-25
• [Presentation] Exciton Dynamics in Hole-doped Single-walled Carbon Nanotubes (2012)
  • Author(s): Shinichiro Mouri
  • Organizer: Thirteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • Place of Presentation: Brisbane Convention & Exhibition Centre, Brisbane, Australia
  • Year and Date: 2012-06-25
• [Presentation] カーボンナノチューブの発光量子効率と励起子ダイナミクス (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第67回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] PFO分散単層カーボンナノチューブの発光量子効率の決定要因 (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] PFO分散単層カーボンナノチューブの発光量子効率の決定要因 (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎, 宮内雄平, 松田一成
  • Organizer: 第59回応用物理学関係連合後援会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブにおける荷電励起子の局在 (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第23回光物性研究会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学学術総合情報センター
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブの発光スペクトルにおける電場印加効果 (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 2012年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市横浜国立大学
• [Presentation] 酸素ドープカーボンナノチューブにおける励起子ダイナミクス (2012)
  • Author(s): 宮内雄平
  • Organizer: 2012年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市横浜国立大学
• [Presentation] 酸素ドープカーボンナノチューブの発光測定 (2012)
  • Author(s): 岩村宗千代
  • Organizer: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市東北大学100周年記念会館
• [Presentation] 単層カーボンナノチューブ―シリコンヘテロ接合太陽電池の光電変換特性 (2012)
  • Author(s): 小澤大知
  • Organizer: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市東北大学100周年記念会館
• [Presentation] キャリアドープした単層カーボンナノチューブの発光励起分光 (2012)
  • Author(s): 秋月直人
  • Organizer: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市東北大学100周年記念会館
• [Presentation] ホールドープ単層カーボンナノチューブにおける発光スペクトルの温度依存性 (2012)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市東北大学100周年記念会館
• [Presentation] Luminescence Properties of Oxygen-Doped Carbon Nanotubes (2012)
  • Author(s): Yuhei Miyauchi
  • Organizer: Thirteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • Place of Presentation: risbane Convention & Exhibition Centre, Brisbane, Australia
• [Presentation] ナノファイバー上に成長させたSWNTの単分子計測 (2011)
  • Author(s): 長能卓哉
  • Organizer: 第40回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2011-09-25
• [Presentation] ホールドープした單層カーボンナノチユーブ吸收スペクトルのブロード ニング (2011)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] ホールドープした單層カーボンナノチューブ吸収スペクトルのブロードニング (2011)
  • Author(s): 毛利真一郎, 宮内雄平, 松田一成
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] 単層カーボンナノチューブの発光量子効率におけるポストプロセスの影響 (2011)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第41回フラーレンナノチューブグラフェン総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 首都大学東京
  • Year and Date: 2011-09-05
• [Presentation] ナノ光ファイバー上に成長させたカーボンナノチューブの共鳴レイリー散乱分光 (2011)
  • Author(s): 岡田圭介
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学(震災により中止)
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] ナノ光ファイバー上に成長させたカーボンナノチューブの共鳴レイリー散乱分光 (2011)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第40回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2011-03-10
• [Presentation] ナノ光ファイバー上に成長させたカーボンナノチューブの共鳴レイリー散乱分光 (2011)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 第40回フラーレンナノチューブグラフェン総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2011-03-08
• [Presentation] 共鳴レイリー散乱分光によるカーボンナノチューブの基底励起子遷移の観測 (2010)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: ナノカーボン物質の基礎と応用:現状と展望に関する若手研究会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2010-12-27
• [Presentation] 近赤外領域における単一カーボンナノチューブの共鳴レイリー散乱と発光との比較 (2010)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 日本物理学会 平成22年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] ナノファイバー上に成長させたSWNTの単分子計測 (2010)
  • Author(s): 長能卓哉
  • Organizer: 日本物理学会 平成22年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] 近赤外領域における単一カーボンナノチューブの共鳴レイリー散乱と発光との比較 (2010)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会2010
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Single molecule spectroscopy of carbon nanotubes grown on a tapered optical fiber (2010)
  • Author(s): 長能卓哉
  • Organizer: International Conference on Physics of Semiconductor
  • Place of Presentation: COEX、ソウル(韓国)
  • Year and Date: 2010-06-30
• [Presentation] 近赤外光を用いたカーボンナノチューブの共鳴レイリー散乱分光 (2010)
  • Author(s): 毛利真一郎
  • Organizer: 特定領域研究「光-分子強結合場の創成」および 新学術領域「半導体における動的相関電子系の光科学」合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本科学未来館
  • Year and Date: 2010-05-27