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2007 年度 実績報告書

ナノチューブ内に束縛された原子・分子の構造制御と物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 18201017
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

片浦 弘道  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, グループ長 (30194757)

研究分担者 真庭 豊  首都大学東京, 都市教養学部, 教授 (70173937)
岡田 晋  筑波大学, 数理物質科学研究科, 准教授 (70302388)
キーワード単層カーボンナノチューブ / 分子内包 / ピーポッド / フォトルミネッセンス / エネルギー移動
研究概要

今年度は、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)に分子を挿入する手法を新たに開発し、これまで試みられなかった壊れやすい分子の内包を重点的に行い、閉じこめた生体分子や有機分子の構造と、その熱処理による変化を高解像度電子顕微鏡観察や、スペクトロスコピーにより解明した。
まず、レチナールという網膜内に存在し、人間の視覚に大きく関与する分子をフラーレンと結合させた分子を新たに合成し、SWCNT内に挿入する事にはじめて成功した。出来た試料を高解像度の電子顕微鏡で観察したところ、レチナール分子がシス型となったりトランス型となったりするのを、世界ではじめてリアルタイムで直接観察する事に成功した。実際の視覚においては、光照射によりシスートランス転移を生じると考えられているが、ここでは観察時の電子線照射によって同様な遷移が生じたものと考えられる。レチナールは、壊れやすい生体分子で、通常の条件では電子顕微鏡観察することは不可能である。次に、SWCNT内にフェロセンを挿入した系では、フェロセンからSWCNTへの電子移動が観察される等の変化が分光測定により観測されたが、これをさらに高温で熱処理することにより、内包されたフェロセンがSWCNTに変化する様子が詳細にとらえられた。(結果として、2層ナノチューブが形成された)特に、高分解能電子顕微鏡観察で、鉄カーバイドの形成が内部SWCNTの成長に関与している事が明らかとなった。(触媒機能の直接観察)これは、これまで報告のあるフラーレンから成長する内包SWCNTとは全く異なる成長機構であり、事実、生成されたSWCNTの螺旋構造にも差異が観測された。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Diameter-dependent relaxation dynamics of 1D excitons in single-walled Carbon nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Masao Ichida
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence 128

      ページ: 952-955

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine tuning the charge transfer in carbon nanotubes via the interconversion of encapsulated molecules2008

    • 著者名/発表者名
      H.Shiozawa
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 77

      ページ: 153402-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly-Stabilized Conductivity of Metallic Single Wall Carbon Napotube Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyata
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 112

      ページ: 3591-3596

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic reaction inside a single-wall carbon nanotube2008

    • 著者名/発表者名
      Hidetsugu Shiozawa
    • 雑誌名

      Advanced Materials 20

      ページ: 1443-1449

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic field dependence of the spin-1/2 and spin-1 Kondo effects in a quantum dot2007

    • 著者名/発表者名
      C.H.L.Quay
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 76

      ページ: 245311-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Study of Single-Walled Carbon Nanotube Films Doped by a Solution Method2007

    • 著者名/発表者名
      T.Takenobu
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology 7

      ページ: 3533-3536

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High pressure Raman study of the second-order vibrational modes of single-and double-walled carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      K.Papagelis
    • 雑誌名

      Phys.Stat.Sol.(b) 244

      ページ: 4069-4073

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tube encapsulation effects in various carbon nanotube systems2007

    • 著者名/発表者名
      D.Christofilos
    • 雑誌名

      Phys.Stat.Sol.(b) 244

      ページ: 4082-4085

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth mechanisms of inner-shell tubes in double-wall carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      R.Pfeiffer
    • 雑誌名

      Phys.Stat.Sol.(b) 244

      ページ: 4097-4101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferrocene encapsulated in single-wall carbon nanotubes:a precursor to secondary tubes2007

    • 著者名/発表者名
      Hidetsugu Shiozawa
    • 雑誌名

      Phys. Stat. Sol.(b) 244

      ページ: 4102-4105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bond-curvature effect on burning of single-wall carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyata
    • 雑誌名

      Phys.Stat.Sol.(b) 244

      ページ: 4035-4039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of jnnner and outer shells of double-wall carbon nanotubesusing high-pressure Raman spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      D.Christofilos
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 76

      ページ: 113402-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of Aromatic Amide Molecules in Motion2007

    • 著者名/発表者名
      Niclas Solin
    • 雑誌名

      Chem.Lett 36

      ページ: 1208-1209

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport properties of carbon nanotube C60 peapods2007

    • 著者名/発表者名
      C.H.L.Quay
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 76

      ページ: 073404-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unrraveling van Hove singularities in x-ray absorption response of single-wall carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      C.Kramberger
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 75

      ページ: 235437-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Carbon Nanotube Growth from Fullerenes2007

    • 著者名/発表者名
      Rudolf Pfeiffer
    • 雑誌名

      Nano Lett 7

      ページ: 2428-2434

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging the dynamic behaviour of individual retinal chromophores confined inside carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Zheng Liu
    • 雑誌名

      Nature Nanotechnology 2

      ページ: 422-425

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective,fast,and low temperature encapsulation of fullerene derivatives in Single wall Carbon nanotubes2007

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

      Surface Science 601

      ページ: 5116-5120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chirality-Dependent Combustion of Single-Walled Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Yasumitsu Miyata
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 111

      ページ: 9671-9677

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photosensitive Function of Encapsulated Dye in Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Yanagi
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc 129

      ページ: 4992-4997

    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of single wall carbon nanotubes by UV-Raman spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      片浦弘道
    • 学会等名
      第33回フラーレンナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2007-07-11
  • [図書] 2007インクジェット技術大全第3編2章5節CNTインクジェット技術によるnm配線の可能性2007

    • 著者名/発表者名
      片浦 弘道
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      電子ジャーナル
  • [備考]

    • URL

      http://staff.aist.go.jp/h-kataura/kataura.html

URL: 

公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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