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2011 Fiscal Year Annual Research Report

修飾カーボンナノチューブの表面・界面物性の評価

Planned Research

Project AreaCarbon nanotube nanoelectronics
Project/Area Number 19054012
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

片山 光浩  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70185817)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 桑原 裕司  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00283721)
本多 信一  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90324821)
田畑 博史  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00462705)
Keywordsカーボンナノチューブ / 表面・界面物性 / 吸着・脱離特性 / ZnO / 紫外光応答 / 単層カーボンナノチューブ探針 / 状態密度 / トンネル電流誘起発光分析
Research Abstract

本研究の目的は、修飾カーボンナノチューブ(CNT)のナノ電子物性、吸着物性、ナノ電気伝導特性などの計測をおこない、修飾CNTの表面・界面物性を多角的に評価することである。本年度はZnO被膜SWNT(ZnO-SWNT)のO_2の脱離・吸着を介した紫外光応答特性を調べ、大気成分ガスの酸素分子の脱離・吸着が被膜CNTに及ぼす影響を評価した。また、トンネル電流誘起発光分析用超高真空・極低温走査トンネル顕微鏡(STM)システムを用いて、SWNTからの発光スペクトルを計測した。
ZnO-SWNTのコンダクタンスは紫外光照射下で急激に減少し、照射停止後は緩やかな回復を示した。この光応答の大きさや回復速度はZnO膜厚によって著しく変化した。ZnO表面からの酸素脱離過程及び再吸着過程の速度論的解析により、ZnO表面には初期付着確率め異なる2種類の吸着サイトが存在し、ZnO膜厚によって、それらの存在比率が異なることを示唆する結果が得られた。
また、微弱発光検出機構を組み込んだ極低温超高真空STMシステムを用いて、同一のSWNT探針からのトンネル電流誘起発光スペクトルとSTSスペクトルの取得することに成功した。STSスペクトルと計算結果の比較により、探針上のSWNTはカイラル指数(20,3)の半導体的なSWNTと同定された。また発光スペクトルでは690nm(1.78eV)にピークのあるスペクトルが観測され、このエネルギーがSWNT(20,3)のvan Hove特異点間の発米遷移ε_<33>と一致することが分かった。個々のSWNTの局所電子状態密度と発光エネルギーとの強い相関が得られたことかち、孤立したSWNTの発光メカニズムの解明、および発光材料としての応用展開が期待される。

  • Research Products

    (15 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Nanoscale control of reversible chemical reactions between fullerene C60 molecules using scanning tunneling microscope2011

    • Author(s)
      M.Nakaya, 他3名
    • Journal Title

      J.Nanosci.Nanotechnol

      Volume: 11,4 Pages: 2829-2835

    • DOI

      10.1166/jnn.2011.3898

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced Red-Light Emission by Local Plasmon Coupling of Au Nanorods in an Organic Light-Emitting Diode2011

    • Author(s)
      T.Tanaka, 他8名
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 4 Pages: 032105 1-3

    • DOI

      10.1143/APEX.4.032105

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] STM-induced light emission from thin films of perylene derivatives on the HOPG and Au substrates2011

    • Author(s)
      A.Fujiki, 他5名
    • Journal Title

      Nanoscale Eesearch Letters

      Volume: 6 Pages: 347 1-8

    • DOI

      10.1186/1556-276X-6-347

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical conduction of organic ultrathin films evaluated by an independently driven double-tip scanning tunneling microscope2011

    • Author(s)
      K Takami, 他6名
    • Journal Title

      J.Phys. : Condensed Matter

      Volume: 23,43 Pages: 434002 1-6

    • DOI

      10.1088/0953-8984/23/43/434002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultraviolet Photoresponse Properties of Single-Walled Carbon Nanotubes Decorated with Thickness-Controlled ZnO Layer by Pulsed Laser Deposition

    • Author(s)
      K.Itabashi, 他8名
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: (Accepted)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Circularly polarized luminescence from Chiral-PTCDI thin films2012

    • Author(s)
      A.Fujiki, 他5名
    • Organizer
      Symposium on Surface and Nano Science 2012
    • Place of Presentation
      Shizukuishi Prince Hotel, Shizukuishi, Shizukuishi, Iwate, Japan
    • Year and Date
      2012-01-10
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブサスペンド探針を用いた電子状態解析2011

    • Author(s)
      小川雅也, 他5名
    • Organizer
      関西薄膜・表面物理セミナー
    • Place of Presentation
      グリーンビレッジ交野(大阪府交野市)
    • Year and Date
      2011-11-26
  • [Presentation] Luminescence from a single molecule and molecular assemblies detected by scanning tunneling microscopy2011

    • Author(s)
      A.Fujiki, 他5名
    • Organizer
      4th International Symposium on Atomically Controiled Fabrication Technology
    • Place of Presentation
      Nakanoshima-Center, Osaka University, Japan
    • Year and Date
      2011-11-12
  • [Presentation] Effect of H_2O_2 Aqueous Solution on Preferential Inactivation of Metallic Single Walled Carbon Nanotubes using UV Irradiation2011

    • Author(s)
      H.Tabata, 他2名
    • Organizer
      24^<th> International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Place of Presentation
      ANAホテル京都(京都府京都市)
    • Year and Date
      2011-10-27
  • [Presentation] UV Photoresponse of Single-Walled Carbon Nanotubes Decorated with ZnO layer2011

    • Author(s)
      K.Itabashi, 他5名
    • Organizer
      Sixth Photonics Center Symposium Nanophotonics in Asia 2011
    • Place of Presentation
      志摩観光ホテル(三重県志摩市)
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] Photo-induced Inactivation of Metallic SWNTs in H_2O_2 Aqueous Solution2011

    • Author(s)
      K.Imakoga, 他2名
    • Organizer
      Sixth Photonics Center Symposium Nanophotonics in Asia 2011
    • Place of Presentation
      志摩観光ホテル(三重県志摩市)
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] ZnO被膜単層カーボンナノチューブのUV光応答2011

    • Author(s)
      板橋健太, 他5名
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県山形市)
    • Year and Date
      2011-08-31
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブに対する過酸化水素水中での紫外光照射効果2011

    • Author(s)
      今古賀健太, 他5名
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県山形市)
    • Year and Date
      2011-08-31
  • [Presentation] Optical property of organic nanosystem evaluated by STM-induced photon detection technique2011

    • Author(s)
      Y.Kuwahara
    • Organizer
      The 29th International Brand Ritchie Workshop on Particle Penetration Phenomena and Excitations of Solids
    • Place of Presentation
      Kunibiki Messe (Shimane Prefectural Convention Center)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-13
  • [Remarks]

    • URL

      http://nmc.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index_j.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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