2013 Fiscal Year Research-status Report
構造欠陥に起因したカーボンナノチューブの新たな電子状態とその制御
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25400331
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
市田 正夫 甲南大学, 理工学部, 教授 (30260590)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 珠緒 (松本 珠緒) 甲南大学, 理工学部, 教授 (80283034)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 光学応答 / 赤外光 |
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| Research Abstract |
半導体および金属単層カーボンナノチューブ(SWNT)では、それぞれのバンドに固有の吸収帯が、近赤外から紫外光領域に現れるが、赤外光領域にも 幅の広い吸収帯が半導体、金属SWNT共に現れることが知られている。この赤外吸収帯の起源は、アンテナ効果であると言われているが、その詳細は明らかになっていない。この起源を明らかにするために、本研究では、高純度に分離された半導体および金属SWNT薄膜に、紫外線やX線、電子線を照射し、それが赤外吸収スペクトルに与える影響を調べた。測定は、照射した微小領域の赤外光領域の吸収スペクトルを測定するために、SPring-8のBL43IRの顕微赤外分光測定用ビームラインを用いて行った。
電子線照射を行った半導体SWNTのラマンスペクトルを測定したところ、照射によって欠陥に起因する1350cm-1のラマンピーク(D band)が増加しており、電子線によって、ナノチューブ内に欠陥が生成されていることがわかる。この照射領域で吸収スペクトルを測定したところ、電子線照射により、0.7eVのS1遷移の吸収強度の減少とブロードニングが見られる。また、0.1eVあたりに広がる赤外吸収帯は、強度を減少しつつ、ピークは高エネルギー側にシフトしていることがわかった。この傾向は、金属SWNTにおいても同様であった。
これらの結果は、赤外吸収帯は、ナノチューブの有限な長さに共鳴したプラズマ振動のアンテナ効果によるものであり、電子線照射によって、半導体、金属単層カーボンナノチューブに欠陥が導入され、有効的なチューブ長さが短くなり、赤外吸収帯のピークが高エネルギー側にシフトしたと考えることができる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
赤外吸収帯の起源をより詳細に明らかにするために、吸収スペクトルの温度変化を測定する予定であったが、後期(2013B期)のSPring-8のマシンタイムをとることが出来ず、実験を行うことが出来なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2014年度前期(2014A期)のSPring-8のマシンタイムも残念ながらとることが出来なかったため、現在、後期(2014B期)のマシンタイムを獲得すべく、申請書の作成を行っている。また、同じような物理的な関心を持っている産総研の岡崎氏と、共同研究の打ち合わせを行っているところである。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
申請時には初年度に分光器および検出器を購入予定であったが、研究室内の既設の装置で手当てすることが出来たため、とりあえず購入を見送った。
その代わり、光照射用のレーザー装置が故障したためこの修理・調整費として当てた。
検出器は使用頻度が高いため、次年度あらためて購入を予定している。
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Research Products
(2 results)
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[Presentation] 金属および半導体単層カーボンナノチューブの赤外吸収帯における紫外線, X線, 電子線照射効果2014
Author(s)
市田正夫, 池本夕佳, 宮田耕充, 伊東千尋, 村上俊也, 川上彰, 柳和宏, 片浦弘道, 安藤弘明
Organizer
日本放射光学会
Place of Presentation
広島国際会議場
Year and Date
20140111-20140113
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