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2013 年度 研究成果報告書

ナノカーボン物質における量子制御とナノカーボン・フォトニクスの開拓

研究課題

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研究課題/領域番号 23340085
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関京都大学

研究代表者

松田 一成  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (40311435)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード光物性 / カーボンナノチューブ / グラフェン
研究概要

カーボンナノチューブやグラフェンなどのナノカーボン物質は、既存物質にはない特徴を有している。そこで本研究では、ナノカーボン物質を舞台に、その特異な量子状態を観測、新たな機能性・物性の発現を目指して研究を行った。その結果、1)電気化学ドーピングの手法を利用しこれまで観測されていなかった負の荷電励起子(トリオン)が存在すること、2)カーボンナノチューブのトリオンは、空間局在しており0次元的に振る舞っていること、3)従来低いとされてきた発光効率を18倍(18%)まで劇的に高めること、などの研究成果を得た。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Brightening of excitons in carbon nanotubes on dimensionality modification2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyauchi, M. Iwamura, S. Mouri, T. Kawazoe, M. Ohtsu, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Nat. Photonics

      巻: 6 ページ: 715-719

    • URL

      http://www.nature.com/nphoton/journal/v7/n9/abs/nphoton.2013.179.html

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable photoluminescence of monolayer MoS_2 via chemical doping2013

    • 著者名/発表者名
      S. Mouri, Y. Miyauchi, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Nano Lett

      巻: 13 ページ: 5944-5948

    • DOI

      10.1021/nl403036h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature dependence of photoluminescence spectra in hole-doped single-walled carbon nanotubes : Implications of trion localization2013

    • 著者名/発表者名
      S. Mouri, Y. Miyauchi, M. Iwamura, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev

      巻: B87 ページ: 045408

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.045408

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring the origin of blue and ultraviolet fluorescence in graphene oxide2013

    • 著者名/発表者名
      D. Kozawa, S. Mouri, Y. Miyauchi, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett

      巻: 4 ページ: 2035-2040

    • DOI

      10.1021/jz400930f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical prediction of electronic potentials of single-walled carbon nanotubes with a specific chirality (n,m)2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirana, G. Juhasz, Y. Miyauchi, S. Mouri, K. Matsuda, and N. Nakashima
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 ページ: 2959

    • DOI

      10.1021/jz400930f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid single-stage separation of micrometer-long and high-purity semiconducting carbon nanotubes by gel filtration2013

    • 著者名/発表者名
      B. Thendie, Y. Miyata, R. Kitaura, Y. Miyauchi, K. Matsuda, and H. Shinohara
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 6 ページ: 065101

    • URL

      http://apex.jsap.jp/link?APEX/6/065101/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement Mechanism of the Photovoltaic Conversion Efficiency of Single-Walled Carbon Nanotube/Si Solar Cells by HNO_3 Doping2013

    • 著者名/発表者名
      F. Wang, D. Kozawa, Y. Miyauchi, K. Hiraoka, S. Mouri, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 6 ページ: 102301

    • URL

      http://apex.jsap.jp/link?APEX/6/102301/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman spectroscopy investigations of chemically derived zigzag edge graphene nanoribbons2013

    • 著者名/発表者名
      R. Nishinakagawa, K. Matsuda, T. Arai, A. Sawada, and T. Terashima
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 3 ページ: 092111

    • DOI

      10.1063/1.4821281

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Changing photoluminescence spectra of graphene oxide by centrifugation treatments2013

    • 著者名/発表者名
      D. Kozawa, Y. Miyauchi, S. Mouri, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Phys. Stat. Solid. (c)

      巻: 10 ページ: 1600-1603

    • DOI

      10.1002/pssc.201300232/abstract

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of exciton-electron scattering in doped single-walled carbon nanotubes2012

    • 著者名/発表者名
      S. Konabe, K. Matsuda, and S. Okada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 109 ページ: 187403

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.187403

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of negative and positive trions in the electrochemically carrier-doped single-walled carbon nanotubes2012

    • 著者名/発表者名
      J. S. Park, Y. Hirana, S. Mouri, Y. Miyauchi, N. Nakashima, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 134 ページ: 14461

    • DOI

      10.1021/ja304282j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dispersion-process effects on the photoluminescence quantum yields of single-walled carbon nanotubes dispersed using aromatic polymer2012

    • 著者名/発表者名
      S. Mouri, Y. Miyauchi, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem

      巻: C116 ページ: 10282

    • DOI

      10.1021/jp212040y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exciton-hole interactions in hole-doped single-walled carbon nanotubes evaluated by absorption spectral changes2012

    • 著者名/発表者名
      S. Mouri, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: 111 ページ: 094309

    • DOI

      10.1063/1.4710532

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the photovoltaic properties of single-walled carbon nanotube/silicon heterojunction solar cells2012

    • 著者名/発表者名
      D. Kozawa, K. Hiraoka, Y. Miyauchi, S. Mouri, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 5 ページ: 042304

    • URL

      http://iopscience.iop.org/1882-0786/5/4/042304/

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノカーボン物質・単原子層物質の顕微蛍光イメージング・分光2013

    • 著者名/発表者名
      松田一成
    • 学会等名
      第78回表面科学研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-10-18
  • [学会発表] Nano-carbon optics2013

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda
    • 学会等名
      fundamental physics and application of nano-carbon materials JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-09-19
  • [学会発表] 酸化グラフェンの青色・紫外発光のメカニズム2013

    • 著者名/発表者名
      小澤大知, 宮内雄平, 毛利真一郎, 松田一成
    • 学会等名
      酸化グラフェンシンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2013-08-06
  • [学会発表] Novel excitonic properties of nano-carbon materials studied by advanced optical spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference of APPS (APPC12)
    • 発表場所
      Makuhari, Japan
    • 年月日
      2013-07-18
  • [学会発表] Excitonic properties of carrier-doped single-walled carbon nanotubes arise from negative and positive trions2013

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda
    • 学会等名
      Workshop of Nanotube Optics and Nanospectroscopy (WONTON'13)
    • 発表場所
      Santa Fe, USA
    • 年月日
      2013-06-19
  • [学会発表] Novel optical properties of nano-carbon materials2013

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda
    • 学会等名
      New Diamond and Nano Carbons Conference 2013 (NDNC2013)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2013-05-23
  • [学会発表] Study of negative and positive trions in the electrochemically carrier-doped single-walled carbon nanotubes2013

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda, and Y. Miyauchi
    • 学会等名
      223rd The Electrochemical Society (ECS) Meeting
    • 発表場所
      Tronto, Canada
    • 年月日
      2013-05-13
  • [学会発表] ナノカーボン物質におけるナノ光機能とその応用2013

    • 著者名/発表者名
      松田一成
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2013-03-27
  • [学会発表] ナノカーボン物質のナノ光科学とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      松田一成
    • 学会等名
      第2回光科学異分野横断萌芽研究会
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2012-08-06
  • [図書] グラフェンナノリボンを用いた赤外光領域におけるプラズモニクス分光研究, トピックス62-4号2013

    • 著者名/発表者名
      小澤大知, 松田一成
  • [図書] カーボンナノチューブの発光効率の向上に成功, 化学2013

    • 著者名/発表者名
      宮内雄平, 松田一成
    • 総ページ数
      9, 72

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公開日: 2015-06-25  

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