励起子自由度を制限できる分子配列構造に基づいた光学的機能の創出

• 研究課題/領域番号: 24760607
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 丹下 将克 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノチューブ応用研究センター, 主任研究員 (10533458)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / ポリマーラッピング / 構造選別 / カーボンナノチューブ複合体 / ナノ複合化 / 光通信帯 / 溶媒効果 / 自己束縛状態

研究成果の概要

半導体的単層カーボンナノチューブ(SWCNT)の発光は、その構造と共に劇的に変化する。本研究では、特定のSWCNTを選択的に分散できるポリマーラッピング技術に着目し、その技術を直径の大きなSWCNTへ展開してきた。分光学的手法や原子間力顕微鏡を用いてポリマーの構造選択機構を調べることで、1.5μm発光のSWCNTや特定の分子内包SWCNTの選択的抽出が可能になった。加えて、内包ペリレンの発光寿命測定によって、室温における2量体構造鎖の特異な発光が自己束縛状態に起因することを明らかにした。本成果から、SWCNT内に特定の分子配列構造を形成するために、選択的合成技術の開発が重要であることがわかる。

研究成果

• [雑誌論文] Diameter selective electron transfer from encapsulated ferrocenes to single-walled carbon nanotubes (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoko Iizumi, Hironori Suzuki, Masayoshi Tange, and Toshiya Okazaki
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 6 号: 22 ページ: 13910-13914
  • DOI: 10.1039/c4nr04398g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of structure-selective fluorene-based polymer wrapping on optical transitions of single-wall carbon nanotubes (2014)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange, Toshiya Okazaki, Sumio Iijima
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 6 号: 1 ページ: 248-254
  • DOI: 10.1039/c3nr03812b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extraction of semiconducting single-walled carbon nanotubes encapsulating fullerenes by poly(9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) (2014)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange, Jin Kyoung Kwon, Toshiya Okazaki, Sumio Iijima
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 4 ページ: 045101-045101
  • DOI: 10.7567/jjap.53.045101
  • NAID: 210000143525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Extraction of Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes by Poly(9,9-dioctylfluorene-alt-pyridine) for 1.5 μm Emission (2012)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange, Toshiya Okazaki, Sumio Iijima
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 4 号: 12 ページ: 6458-6462
  • DOI: 10.1021/am302327j
  • 査読あり
• [学会発表] Fluorene-based Polymers as Selective Dispersants for Large-diameter Semiconducting Single-wall Carbon Nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange
  • 学会等名: Bit's 4th Annual World Congress of Advanced Materials-2015 (WCAM-2015)
  • 発表場所: Chongqing (China)
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-29
  • 招待講演
• [学会発表] Fluorescent nanocomposite materials via confinement of organic dyes in single-wall carbon nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange
  • 学会等名: Energy Materials and Nanotechnology (EMN) Phuket Meeting
  • 発表場所: Phuket (Thailand)
  • 年月日: 2015-05-04 – 2015-05-07
  • 招待講演
• [学会発表] Polymer-wrapped single-wall carbon nanotubes for fluorescent materials in a 1.5-micron spectral region (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange, Toshiya Okazaki, and Sumio Iijima
  • 学会等名: Fourth International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials
  • 発表場所: Sitges (Spain)
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-13
• [学会発表] Polymer-wrapped single-wall carbon nanotubes for emissions in 1.5-micron spectral range (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange
  • 学会等名: Energy, Materials and Nanotechnology (EMN) meeting on Polymer
  • 発表場所: Orlando (USA)
  • 年月日: 2015-01-07 – 2015-01-10
  • 招待講演
• [学会発表] Selective dispersion of large-diameter single-wall carbon nanotubes through polymer wrappingSelective dispersion of large-diameter single-wall carbon nanotubes through polymer wrapping (2014)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange
  • 学会等名: Energy, Materials and Nanotechnology (EMN) Open Access Week 2014
  • 発表場所: Chengdu (China)
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] Near-infrared emissions of large-diameter single-wall carbon nanotubes selectively extracted by poly(9,9-dioctylfluorene-alt-pyridine) (2014)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange, Toshiya Okazaki, and Sumio Iijima
  • 学会等名: The 6th International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA2014)
  • 発表場所: Leeds (UK)
  • 年月日: 2014-06-27 – 2014-08-01
• [学会発表] Polymer wrapping technique for selective extraction of specific large-diameter semiconducting single-wall carbon nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange
  • 学会等名: The 3rd International conference on Nanotek & Expo
  • 発表場所: Hampton Inn Tropicana, Las Vegas, NV (USA)
  • 招待講演
• [学会発表] Energy shift of photoluminescence peaks of SWCNTs wrapped by fluorene-based polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange, Toshiya Okazaki, Sumio Iijima
  • 学会等名: 第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学 伊藤国際学術研究センター
• [学会発表] Extraction of Specific Large-Diameter Single-Wall Carbon Nanotubes by Fluorene-Based Copolymers (2012)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Tange, Toshiya Okazaki, Sumio Iijima
  • 学会等名: the 221st ECS Meeting (The Electrochemical Society)
  • 発表場所: Washington State Convention Center (USA)
• [学会発表] ポリマーラッピングを利用した分子内包型カーボンナノチューブの構造選別 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丹下 将克，岡崎 俊也，飯島 澄男
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
• [備考] Tange's Web Site
  • URL: http://www.frontier-science.jp/
• [備考] Tange's Web Site
  • URL: http://www.frontier-science.jp/
• [備考] Tange's Web Site
  • URL: http://www.frontier-science.jp