πナノ空間に束縛された分子の光機能の解明

• Project Area: Emergence of highly elaborated pai-space and its function
• Project/Area Number: 21108523
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 柳 和宏 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (30415757)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2010: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2009: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 単層カーボンナノチューブ / 金属型・半導体型分離 / 電気化学ドーピング / エレクトロクロミック / カーボンナノチューブ / 分子内包 / 光物性

Research Abstract

単層カーボンナノチューブ(SWCNT)は直径1nm程の円筒状ナノ炭素材料である。その中空ナノ空間には、様々な分子を内包可能であり、光エネルギー移動等の光機能を示すSWCNT-色素複合体を創製することは可能である。新奇な機能を有するナノ複合体を構築する為に、内包された色素分子の詳細な物性解明を目的に研究を行った。その為には、内包色素を効率よく光励起することが必須の課題であった。同課題を解決する為には、色素を取り囲むSWCNTの光吸収を極力取り除く必要があった。当該年度においては、金属型・半導体型分離を行ったSWCNTに対し、電気化学ドーピング法を用いることで、それらの光吸光係数を制御することが可能であることを明らかにした。繰り返し安定して制御可能であり、効率の良いエレクトロクロミック材料であることも明らかにした。SWCNTだけで構成された素子を作製した。ドーピングによって光吸収を取り除いた状態で、内包分子の光物性を調べた。

Research Products

• [Journal Article] Intrinsic magnetoresistance of single-walled carbon nanotubes probed by a noncontact method (2010)
  • Author(s): Oshima, Y, Takenobu T., Yanagi. K., et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. Volume: 104 Pages: 16803-16806
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of Aromatic environment on physical properties of beta-Carotene (2010)
  • Author(s): Yanagi, K., et al.
  • Journal Title: J.Phys.Chem.C Volume: 114 Pages: 2524-2530
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carbon nanotubes : Breaking Kasha's rule (2010)
  • Author(s): Yanagi, K., Kataura, H.
  • Journal Title: Nature Photonics Volume: 4 Pages: 200-201
• [Journal Article] Transport Mechanisms in High-Purity Metallic and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotube Networks (2010)
  • Author(s): Yanagi, K,, et al.
  • Journal Title: ACS Nano Volume: 4 Pages: 4027-4032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Global Phase Diagram of Water Confined on the Nanometer Scale (2010)
  • Author(s): Kyakuno, H., et al.
  • Journal Title: J.Phys.Soc.Jpn. Volume: 79 Pages: 83802-83805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tunable Carbon Nanotube Thin-Film Transistors Produced Exclusively via Inkjet Printing (2010)
  • Author(s): Okimoto, H., et al.
  • Journal Title: Adv.Mater. Volume: 22 Pages: 3981-3986
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Raman response from double-wall carbon nanotubes based on metallicity selected host SWCNTs (2010)
  • Author(s): Simon, F., et al.
  • Journal Title: Phys.Stat.Solid.B Volume: 247 Pages: 2880-2883
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polarised Raman measurements of beta-carotene encapsulated in SWNTs (2010)
  • Author(s): Brose, K., et al.
  • Journal Title: Phys.Stat.Solid.B Volume: 247 Pages: 2871-2874
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The influence of incorporated beta-carotene on the vibrational properties of single wall carbon nanotubes (2010)
  • Author(s): Tschirner, N., et al.
  • Journal Title: Phys.Stat.Solid.B Volume: 247 Pages: 2734-2737
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electron spin resonance from semiconductor-metal separated SWCNTs (2010)
  • Author(s): Havlicek, M., et al.
  • Journal Title: Phys.Stat.Solid.B Volume: 247 Pages: 2851-2854
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of Aromatic environment on physical properties of β-Carotene (2010)
  • Author(s): K.Yanagi, et al.
  • Journal Title: J.Phys.Chem.C 114 Pages: 2524-2530
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intrinsic magnetoresistance of single-walled carbon nanotubes probed by a noncontact method (2010)
  • Author(s): Y.Oshima, T.Takenobu, K.Yanagi, et al..
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. 104 Pages: 16803-16806
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Colors of carbon nanotubes (2009)
  • Author(s): K.Yanagi, et al.
  • Journal Title: Diamond and Related materials 18 Pages: 935-939
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subpicosecond coherent nonlinear optical response of isolated single-walled carbon nanotubes (2009)
  • Author(s): S.Tao, Y.Miyata, K.Yanagi, et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.B 80 Pages: 201405-201408
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ink-jet printing of a single-walled carbon nanotube thin film transistor (2009)
  • Author(s): H.Okimoto, T.Takenobu, K.Yanagi, et al.
  • Journal Title: Jpn.J.Appl.Phys. 48
  • NAID: 210000066936
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disentanglement of the electronic properties of metallicity-selected single-walled carbon nanotubes (2009)
  • Author(s): P.Ayala, Y.Miyata, K.Deblauwe, H.Shiozawa, Y.Feng, K.Yanagi, et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.B 80 Pages: 205427-205431
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-volatile resistance switching using single-wall carbon nanotube erica psulating fullerene molecules (2009)
  • Author(s): Y.Naito, K.Yangi, et al.
  • Journal Title: Appl.Phys.Express 2 Pages: 35008-35010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-pressure raman study of carotene-encapsulating single-wall carbon nanotubes (2009)
  • Author(s): J.Arvantidis, D.Christofilos, S.Souliou, K.Yanagi, et al.
  • Journal Title: Phys.Stat.Sol.b 246 Pages: 496-499
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブ薄膜における光電気化学測定 (2011)
  • Author(s): 守屋理恵子、柳和宏, et al.
  • Organizer: 日本物理学会2011年年会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブネットワークにおける電気伝導特性 (2011)
  • Author(s): 鵜戸口浩樹、柳和宏, et al.
  • Organizer: 日本物理学会2011年年会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] 電子状態が制御された一次元πナノ空間に束縛された分子の光物性 (2011)
  • Author(s): 柳和宏
  • Organizer: 高次π空間の創発と機能:第5回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2011-03-22
• [Presentation] エレクトロクロミックなカーボン電極:金属型単層カーボンナノチューブの色制御 (2011)
  • Author(s): 守屋理恵子、柳和宏, et al.
  • Organizer: 第40回フラーレンナノチューブシンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2011-03-10
• [Presentation] 直径1.4nm近傍の単層カーボンナノチューブ試料における直径選択分離法の開発 (2011)
  • Author(s): 鈴木拓也、柳和宏, et al.
  • Organizer: 第40回フラーレンナノチューブシンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2011-03-10
• [Presentation] 金属型・半導体型含有量を制御した単層カーボンナノチューブネットワークにおける電気伝導機構 (2011)
  • Author(s): 鵜戸口浩樹、柳和宏, et al.
  • Organizer: 第40回フラーレンナノチューブシンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2011-03-08
• [Presentation] Control of the Colors of Single-Wall Carbon Nanotubes and Optical Properties of Encapsulated Molecules (2010)
  • Author(s): Kazuhiro Yanagi, Rieko Moriya
  • Organizer: 高次π空間の創発と機能開発 第3回国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-11-13
• [Presentation] Transport Mechanisms in Metallic and Semiconductng Single-Wall Carbon Nanotube Networks (2010)
  • Author(s): K.Yanagi, et al.
  • Organizer: A3 Symposium
  • Place of Presentation: 韓国
  • Year and Date: 2010-11-07
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブ薄膜の光電気化学測定II (2010)
  • Author(s): 守屋理恵子、柳和宏, et al.
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] 単層カーボンナノチューブカラー薄膜の色制御 (2010)
  • Author(s): 柳和宏, et al.
  • Organizer: 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] 単層カーボンナノチューブカラー薄膜の色制御 (2010)
  • Author(s): 守屋理恵子、柳和宏, et al.
  • Organizer: 第39回フラーレンナノチューブシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-09-05
• [Presentation] 色素内包金属型・半導体型単層カーボンナノチューブにおける光電気化学測定 (2010)
  • Author(s): Yanagi, K.
  • Organizer: 高次π空間の創発と機能開発:第4回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2010-07-17
• [Presentation] Electrical Conduction in Metallic and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotube Buckypaper : Crossover from Weak Localization to Exponential Localization (2010)
  • Author(s): Yanagi, K.
  • Organizer: ICSM
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-07-07
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブ薄膜の光電気化学測定 (2010)
  • Author(s): R.Moriya, K.Yanagi, et al et al
  • Organizer: 第65回年次大会:物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山)
  • Year and Date: 2010-03-24
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブバッキーペーパーの電気伝導特性 (2010)
  • Author(s): K.Yanagi, et al.
  • Organizer: 第57回応用物理学会関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学(神奈川)
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブバッキーペーパーの電気伝導特性 (2010)
  • Author(s): H.Udoguchi, K.Yanagi, et al.
  • Organizer: 第65回年次大会:物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山)
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 電気化学ドーピングによる金属型・半導体型単層カーボンナノチューブ薄膜の色制御 (2010)
  • Author(s): R.Moriya, K.Yanagi, et al.
  • Organizer: 第38回フラーレンナノチューブシンポジウム
  • Place of Presentation: 名城大学(名古屋)
  • Year and Date: 2010-03-02
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブバッキーペーパーの電気伝導特性 (2010)
  • Author(s): H.Udoguchi, K.Yanagi, et al.
  • Organizer: 第38回フラーレンナノチューブシンポジウム
  • Place of Presentation: 名城大学(名古屋)
  • Year and Date: 2010-03-01
• [Presentation] Electronic transport properties in metallic and semiconducting single-wall carbon nanotube buckypaper (2009)
  • Author(s): K.Yanagi, et al.
  • Organizer: The 6th Korea-Japan symposium on carbon nanotube
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] Tuning of electronic states of metallic and semiconducting sigle wall carbon nanotubes (2009)
  • Author(s): K.Yanagi, et al.
  • Organizer: 1st International Symposium on Emergence of Highly Elaborated pi-space and its function
  • Place of Presentation: 阪急ホテル(大阪)
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Conductivity of metallic and semiconducting single-wall carbon nanotube buckypaper (2009)
  • Author(s): H.Udoguchi, K.Yanagi, et al et al
  • Organizer: 第37回フラーレンナノチューブシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば(茨城)
  • Year and Date: 2009-09-02
• [Remarks]
  • URL: http://www.comp.tmu.ac.jp/nano2/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特許出願 (2010)
  • Inventor(s): 柳和宏
  • Industrial Property Rights Holder: 首都大学東京・名城ナノカーボン
  • Industrial Property Number: 2010-193722
  • Filing Date: 2010-08-31
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特許出願 (2010)
  • Inventor(s): 柳和宏
  • Industrial Property Rights Holder: 首都大学東京
  • Industrial Property Number: 2010-287077
  • Filing Date: 2010-12-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特許出願 (2010)
  • Inventor(s): 大島勇吾、山下智史、柳和宏
  • Industrial Property Rights Holder: 理化学研究所
  • Industrial Property Number: 2010-274159
  • Filing Date: 2010-12-09