Study on physical properties and chiralities of nanotubes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02573
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: Kazuhiro Yanagi 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (30415757)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蓬田 陽平 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (90647158)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ナノチューブ / 単層カーボンナノチューブ / 遷移金属ダイカルコゲナイドナノチューブ / 円偏光二色性 / 円偏光発光 / 小直径合成 / ヘテロナノチューブ

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the relationships between chiral structures and physical properties of nanotubes such as single walled carbon nanotubes (SWCNT) and transition metal dichalcogenide nanotubes (TMDC-NT). In the SWCNTs, we developed a technique to combine the electrolyte gating and CD measurements, and investigated the influence of carrier injection on the CD spectra of enantiomer sorted SWCNTs. We found the CD spectra of trions in this study. In addition, we found circular polarized photoluminescence from enantiomer sorted SWCNTs. Regarding the TMDC-NT, we advanced synthesis techniques. We succeeded to prepare WS2 nanotubes with relatively small diameters, and to synthesize hetero-structured nanotubes such as MoS2/WS2 nanotubes.

Free Research Field

ナノ構造物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自然界においては様々なもので右巻き・左巻きの構造をもつものがあり、ナノの構造においても、特にナノのチューブ構造において、それが螺旋構造をもつことにより右巻き・左巻きがあります。これをキラリティと呼びます。このキラリティに由来して、物質の対称性が崩れ、結果として高効率な光電変換など新たな物性が予想されています。本研究では、その基礎研究として、キラリティに由来する新たな光物性や、またより対称性の破れを顕著にするための合成技術の開発を進めました。