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カーボンナノチューブ複合系の励起子エネルギー移動と光物性制御

研究課題

研究課題/領域番号 20048002
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関名古屋大学

研究代表者

中村 新男  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50159068)

研究分担者 小山 剛史  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20509070)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2009年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2008年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードナノチューブ / フェムト秒分光 / 励起子 / 光物性
研究概要

1) 単層カーボンナノチューブバンドルの近赤外発光ダイナミクスとエネルギー移動の研究
単層カーボンナノチューブはファンデアワールス相互作用により、二次元三角格子のバンドルを形成する。このバンドル状のナノチューブ間の励起子エネルギー移動を、フェムト秒領域の発光ダイナミクスかう明らかにした。透過電子顕微鏡で観察したナノチューブ直径分布を用いて、減衰挙動をレート方程式解析した結果、光励起された半導体チューブから周囲の半導体、金属チューブへのエネルギー移動レートが求められ、半導体チューブへの異動レートが金属のそれに比べて1.6倍高いことがわかった。
2) 単層カーボンナノチューブの近赤外発光ダイナミクスとその環境効果の研究
PFO高分子でラップされた単層カーボンナノチューブの発光ダイナミクスを観測し、蛍層カーボンナノチューブ間のエネルギー移動を調べた。発光励起スペクトルに対応して、直径の小さいチューブから大きいチユーブへのエネルギー移動を示す減衰挙動の発光エネルギー依存性が観測された。透過電子顕微鏡観測からラップされたナノチューブが部分的にバンドルを形成していることがわかり、これらのチューブ間でエネルギー移動を起こすことが示唆された。
3) 二層カーボンナノチューブにおけるチューブ間のエネルギー移動に関する研究
単層カーボンナノチューブの含有率が約1%である高純度二層カーボンナノチューブを用いて、チューブ間のエネルギー移動レートを明らかにした。内側チューブの発光減衰時定数は約160fsであり、これに対応した立ち上がり時定数をもつダイナミクスが外側チューブの発光で観測されたことから、チューブ間のエネルギー移動レートの値が正確に決定された。
以上の研究から、ナノチューブ複合系及びミセル化ナノチューブにおけるエネルギー移動過程が明らかになり、複合化することによる発光特性の制御が可能であることが示された。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Third-Order Nonlinear Optical Response in Double-Walled Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      A.Nakamura
    • 雑誌名

      J.Lumin. 129

      ページ: 1722-1725

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Third-Order Nonlinear Optical Response in Double-Walled Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Lumin. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 二層カーボンナノチューブのフェムト秒発光ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      小山剛史
    • 学会等名
      2010年日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] PFOでラップされた単層カーボンナノチューブペーパーの発光ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      小山剛史
    • 学会等名
      第38回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      名城大学(名古屋)
    • 年月日
      2010-03-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブバンドルのフェムト秒発光ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      小山剛史
    • 学会等名
      2009年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブの励起子発光における電場効果2009

    • 著者名/発表者名
      長澤嘉明
    • 学会等名
      2009年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Third-order nonlinear optical response in fullcrene-peapods2009

    • 著者名/発表者名
      A.Nakamura
    • 学会等名
      3rd Workshop on nanotube optics & nanospec troscopy
    • 発表場所
      ホテル大観荘(松島)
    • 年月日
      2009-06-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Third-order nonlinear optical response in double-walled carbon nantubes with resonant excitations2009

    • 著者名/発表者名
      N.Hikosaka
    • 学会等名
      International symposium on carbon nanotube nanoelectronics
    • 発表場所
      ホテル大観荘(松島)
    • 年月日
      2009-06-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブの近赤外発光ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      谷川将司
    • 学会等名
      2009年日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Third-order nonlinear optical response in double-walled carbon nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura
    • 学会等名
      第15回固体のルミネセンスと分光に関する国際会議ICL'08
    • 発表場所
      リヨン大学(リヨン市、フランス)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 共鳴励起下における二層カーボンチノチューブの非線形光学応答II2008

    • 著者名/発表者名
      彦坂直輝
    • 学会等名
      2008年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] フラーレンピーポッドのフェムト秒非線形光学応答2008

    • 著者名/発表者名
      細岡大介
    • 学会等名
      2008年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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