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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ナノチューブ内に束縛された原子・分子の構造制御と物性研究

Research Project

Project/Area Number 18201017
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

片浦 弘道  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, ナノテクノロジー研究部門, 研究グループ長 (30194757)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡田 晋  筑波大学, 数理物質科学研究科, 准教授 (70302388)
Keywords単層カーボンナノチューブ / 分子内包 / ピーポッド / フォトルミネッセンス / エネルギー移動
Research Abstract

単層カーボンナノチューブ(SWCNT)に内包された分子は、擬1次元空間への束縛により、フリーな3次元空間とは異なった特異な構造・物性を示す事が期待され、実際これまでにいくつかの代表的な結果が得られている。しかし、SWCNTは単に擬1次元の空間を与えるだけでなく、内部の分子と外界を遮断する効果もあり、たとえば、大気中では不安定な分子もSWCNT内に挿入することにより、安定化する事もわかっている。
そこで、今年度は、グローブボックスを導入し、空気中では不安定な分子の内包処理を行う設備を整えた。一方、SWCNTをナノサイズの試験管として考え、積極的に内部で反応を起こさせた場合、どのような現象が生じるのかも極めて興味深い。そこで、比較的反応性の高いセリウム有機化合物であるセロセンをSWCNT内に挿入し、加熱処理によりどのような変化が生じるか、詳細に検討をおこなった。その結果、セロセン入りSWCNTを加熱する事により、極めて興味深い電荷移動の振る舞いを観測することに成功した。セロセンをSWCNTに挿入しただけでは、ほとんど電荷移動が生じない事は、X線光電子分光で観測されるC1sピークがシフトしない事からわかる。しかし、熱処理を施すことにより、有機物はSWCNT内部にCNTが形成され、2層CNT構造となった。さらに、その内部に金属セリウムが析出ししていることが高分解能透過型電子顕微鏡観察により明らかになった。この試料の光電子分光、X線吸収から、電荷移動により生じた伝導電子によるcore holeポテンシャルの遮蔽効果が顕著であることがわかった。

  • Research Products

    (16 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Raman spectral features of longer polyynes HC_<2n>H (n=4-8) in SWNTs2009

    • Author(s)
      T. Wakabayashi
    • Journal Title

      Eur. Phys. J. D 52

      Pages: 79-82

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tuning of Electronic Properties of Single-Walled Carbon Nanotubes under Homogenous Conditions2009

    • Author(s)
      Yutaka Maeda
    • Journal Title

      Chem. Phys. Chem. 10

      Pages: 926-930

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Screening of the missing electron : Nanochemistry in action2009

    • Author(s)
      Hidetsugu Shiozawa
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett. 102

      Pages: 046804-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase Control of Graphene Nanoribbon by Means of Carrier Doping : Antiferromagnetic, Noncollinear-Magnetic, and Ferromagnetic Phases2009

    • Author(s)
      Keisuke Sawada
    • Journal Title

      Nano Letters 9

      Pages: 269-272

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Structure of Carbon Nanotubes in Field-Effect Transistor : A First-Principle Study2009

    • Author(s)
      Kazuyuki Uchida, Susumu Okada
    • Journal Title

      Physical Review B 79

      Pages: 085402-1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Capillary filling of single-walled carbon nanotubes with ferrocene in an organic solvent2008

    • Author(s)
      Hidetsugu Shiozawa
    • Journal Title

      Phys. Status Solidi B 245

      Pages: 1983-1985

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Energetics of Carbon Peapods ; Radial deformation of nanotubes and aggregation of encapsulated C_<60>2008

    • Author(s)
      Susumu Okada
    • Journal Title

      Physical Review B 77

      Pages: 235419-1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Energetics of nanoscale graphene ribbons : Edge geometries and electronic structures2008

    • Author(s)
      Susumu Okada
    • Journal Title

      Physical Review B 77

      Pages: 041408(R)-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural support of the external tubes in double-wall carbon nanotubes2008

    • Author(s)
      J. Arvanitidis
    • Journal Title

      High Pressure Research 28

      Pages: 591-595

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase-relaxation processes of excitons in semiconducting single-walled carbon nanotubes2008

    • Author(s)
      Masao Ichida
    • Journal Title

      Phys. Status Solidi B 245

      Pages: 2712-2715

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] All-polarization-maintaining Er-doped ultrashort-pulse fiber laser using carbon nanotube saturable absorber2008

    • Author(s)
      N. Nishizawa
    • Journal Title

      Opt. Express 16

      Pages: 9429-9435

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Logic circuits using solution-processed single-walled carbon nanotube transistors2008

    • Author(s)
      Ryo Nouchi
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 92

      Pages: 253507-1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical Characterization of Double-wall Carbon Nanotubes : Evidence for Inner Tube Shielding2008

    • Author(s)
      Konstantin Iakoubovskii
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C 112

      Pages: 11194-11198

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Kaman study of double-walled carbon nanotubes under high hydrostatic pressure2009

    • Author(s)
      M. Grennvall
    • Organizer
      IWEPNM2009
    • Place of Presentation
      オーストリア、キルヒベルグ
    • Year and Date
      2009-03-12
  • [Presentation] Excitement of nano-test tube chemistry inside single-walled carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      Hidetsugu Shiozawa
    • Organizer
      IWEPNM2009
    • Place of Presentation
      オーストリア、キルヒベルグ
    • Year and Date
      2009-03-08
  • [Remarks]

    • URL

      http://staff.aist.go.jp/h-kataura/kataura.html

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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