2013 Fiscal Year Annual Research Report
カーボンナノチューブの光励起キャリア―がもたらす物性
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25286005
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 理一郎 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00178518)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / コヒーレントフォノン分光 / G band / 励起子 / 近接場分光 / ラマン散乱での干渉効果 |
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| Research Abstract |
カーボンナノチューブの光物性に関して、いくつかの新しいテーマの研究に着手し、学会発表などを行った。現在論文にまとめている段階である。
（１）コヒーレントフォノン分光のGバンドの起源：コヒーレントフォノン分光では、結晶全体で起きる振動をプロ―ブ光で観測する。ナノチューブのRBMと呼ばれる直径が振動する振動モードは、振動によってエネルギーギャップの大きさが変化するので吸収係数の変化として観測できるが、Gバンドと呼ばれる高い振動モード（これもコヒーレントフォノン分光で観測できる）の場合にはエネルギーギャップは変化しないので、観測できる明確な理由が従来なかった。われわれは炭素原子間の光学振動モード（Gバンド）が、双極子相互作用の大きさに影響し、それがプローブ光の吸収変化を与えることを見出し、数値計算によって定量的に明らかにした。現在論文を作成しているところである。（２）コヒーレントフォノン分光に関する理論Review Articleを発表した。（３）金属ラマン分光における、通常のフォノンラマン分光とのスペクトルの干渉において散乱の振幅の位相の差について理論的な計算を行い、結果を論文にまとめているところである。（４）ナノチューブの近接場分光における、励起子相互作用を計算する定式化を行い、現在プログラムを作成中である。
この研究は、前の科研費の延長線上にあるが、すべて新しいプログラムを作るところから行っている。研究計画は順調に推移している。２年度目からは、本研究の成果が論文に発表される予定である。またナノチューブのラマン分光の解析で、海外の実験グループで共著の論文を発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
３つあげた大きな研究テーマのうち、２つに着手し、１つ(コヒーレントフォノン分光）は論文をまとめるところまで来ている。またこのテーマの次の目標も見えてきた。２番目の近接場分光に関しても、現在プログラムを大学院生とともに開発中であり、１年以内には終了できそうである。３番目の非線形光学効果については、現在文献などで先行研究を調べているところであるが、今年度には着手できる見通しである。このように５年間のテーマの半分以上に着手し、初期の成果がでているので、おおむね順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は、現在進行中の研究を２年度目も推進する予定である。
（１）コヒーレントフォノン分光においては、フォノンが同位相で発生する仕組みを理論的に取り扱えないかについて考える予定である。（２）近接場分光では、現在作成中のプログラムの他に、電磁場を再現するシミュレーションを行う予定である。（３）非線形光学に関する理論は、少し大きなテーマであるので、まず基礎となる理論を理解するところから少しずつ進めていく予定である。
実験グループとの新しい結果などを踏まえて、研究を推進していきたい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度であり、現在保有している機材がまだ使用可能であるので、物品の購入を２年度以降に回すこととしたため。また旅費に関しては、いくつかの学会発表は、まだ結果が十分であるとは言えないので、次回の学会発表に回すこととしたため。
２年度目は、国際会議での発表や、物品の購入で１年度目繰り越した額を使用する予定である。
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[Journal Article] Coherent phonons in carbon nanotubes and graphene2013
Author(s)
J. H. Kim, A. R. T. Nugraha, L. G. Booshehri, E. H. Haroz, K. Sato, G. D. Sanders, K. J. Yee, Y. S. Lim, C. J. Stanton, R. Saito, J. Kono
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Journal Title
Chem. Phys
Volume: 413
Pages: 55-80
DOI
Peer Reviewed
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