カーボンナノチューブの微細技術への応用と共鳴ラマン分光

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13440091
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 齋藤 理一郎 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00178518)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 共鳴ラマン分光 / 電子格子相互作用 / 発光 / 二重共鳴

研究概要

本年度は、共鳴ラマン分光の強度計算するプログラムを開発し、それを用いてグラファイトやカーボンナノチューブのラマンスペクトルの同定と、二重共鳴ラマン分光の検証に力を注いだ。
2003年度に特筆すべき事は孤立カーボンナノチューブの発光に関する実験結果が、多く報告されたので研究の方針をすこし変更して、光の吸収と発光にもポイントをおいて、電子と光の相互作用、電子格子相互作用を定量的に計算するプログラムをつくり、以下の成果を得た。
(1)直線偏光に対するグラファイトの光吸収計算を行い、吸収を起こす等エネルギー線上で節(吸収のおきないところ)があることを見いだした。この結果は普通の物質にはなく、特異な電子状態によるものである。この結果は、Phys. Rev. Bに発表し、その発展した結果を現在投稿中である。
(2)二重共鳴ラマン分光の詳細な実験結果を解析し、多くの未知のスペクトルの起源をほぼすべて解明した。これらの成果は、New J. Phys., Appl. Phys. A等のナノチューブ特集号のreview記事に発表した。
(3)変形ポテンシャルを用いて電子格子相互作用を定量的に計算し、励起電子の緩和の仕組みを解明した。この結果は3月でオーストリア開かれたWinterschoolで発表した。関連した内容は現在投稿中である。
『カーボンナノチューブの基礎と応用』いう本を編集、分担執筆し3月31日に培風館より出版した。

研究成果

• [文献書誌] M.S.Dresslhaus et al.: "Nanowires and Nanotubes"Mater.Sci.Eng.. C23. 129-140 (2003)
• [文献書誌] A.G.Souza.Filho et al.: "Competing sring cnstant versus double resonance effects on the properties of dispersive modes in isolated single-wall nanotubes"Phys.Rev.B. 67. 035427-1-035427-7 (2003)
• [文献書誌] J.T.Ye et al.: "Raman spectra of lithium doped single walled 0.4nm carbon nanotubes"Phys.Rev.B. 67. 113404-1-113404-5 (2003)
• [文献書誌] Ge.G.Samsonidze et al.: "Phonon trigonal warping effect in graphite and carbon nanotubes"Phys.Rev.Lett.. 90. 027403-1-027403-4 (2003)
• [文献書誌] A.Jorio et al.: "Rasonance Raman Spectra of Carbon Nanotubes by cross-polarized light"Phy.Rev.Lett.. 90. 027403-1-027403-4 (2003)
• [文献書誌] A.Gruneis et al.: "Inhomogeneous optical absorption around the K point in graphite and carbon nanotubes"Phys.Rev.B. 67. 165402-1-165402-7 (2003)
• [文献書誌] M.S.Dresslhaus et al.: "Resonance Raman scattering on one-dimensional systems"Indian Journal of Physics. 77B. 75-79 (2003)
• [文献書誌] M.S.Dresslhaus et al.: "Science and applications of single nanotube Raman Spectroscopy"J.Nanoscience and Nanotechnology. 3. 19-37 (2003)
• [文献書誌] A.G.Souza Filho et al.: "Raman spectroscopy for probing chemically/physically induced-phenomena in carbon nanotubes"Nanotechnology. 14. 1130-1139 (2003)
• [文献書誌] A.Jorio et al.: "Characterizing carbon nanotubes samples with resonance Raman scattering"New.J.Phys. 5. 139-1-139-7 (2003)
• [文献書誌] R.Saito et al.: "Double resonance Raman spectroscopy of single wall carbon nanotubes"New.J.Phys. 5. 157-1-157-15 (2003)
• [文献書誌] Ge.C.Samsonidze et al.: "The concept of cutting lines in carbon nanotube science"J.Nanoscience and Nanotechnology. 3. 431-458 (2003)
• [文献書誌] R.Saito et al.: "Optical absorption of graphite and single wall carbon nanotubes"Appl.Phys.A. (in press). (2004)
• [文献書誌] K.Sasaki et al.: "Aharonov-Bohm effect in higher genus materials"Phys.Lett.A. (in press). (2004)
• [文献書誌] A.G.Souza Filho et al.: "Stokes and anti-Stokes Paman spectra of small diameter isolated carbon nanotubes"Phys.Rev.B. (in press). (2004)
• [文献書誌] Ge.G.Samsonidze et al.: "Interband optical transitions in left and right handed single wall carbon nanotubes"Phys.Rev.B. (In press). (2004)
• [文献書誌] R.Saito(共著): "Carbon Alloys"Elsevier Science. 569 (2003)