研究課題
基盤研究(C)
単層カーボンナノチューブは構造が一次元的であり、一次元性を反映して、鋭いスパイク状の電子状態密度を持ち、バンド間の光遷移は鋭い共鳴を示す。共鳴エネルギーはカイラリティに応じて異なるので、単色のレーザー光を照射すると特定のカイラリティを持ったものだけを励起することができる。このバンド間遷移の鋭い共鳴に付随して、共鳴ラマン散乱が観測される。共鳴準位とフォノンのエネルギーとを対比することにより、共鳴しているカーボンナノチューブのカイラリティをある程度決定することができる。本研究では1つのレーザー光を用いて特定のカイラリティをもつカーボンナノチューブを励起し、それにより起こるカーボンナノチューブ内の変化の過程を、同時に照射する別のレーザー光による共鳴ラマン散乱の測定により明らかにすることを目指す。その結果、特にもっとも顕著な例として、赤外領域のパルスレーザー光で半導体性カーボンナノチューブの第2準位間を励起し、それに共鳴したカーボンナノチューブの減少していく過程を可視領域のレーザー光による第3準位間の共鳴ラマン散乱を測定することによって明らかにすることができた。減少をおこす光量の閾値、減少速度、減少量など、カイラリティ選択的減少過程に関して新しい知見を得た。第2準位間と第3準位間の対応により、正確なカイラリティの決定と選別が可能であるはずであるが、現状ではラマン測定の精度がまだ不十分で、カイラリティについての明確な結論を得ていない。しかし、本研究の成果は、より弱いレーザー光を用い詳細な解析をすることにより、特定のカイラリティをもつナノチューブの選別へと発展する足がかりを得たものである。
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すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件)
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