カーボンナノチューブのナノ構造制御と局所発光物性

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23750004
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 片野 諭 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (00373291)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 走査トンネル顕微鏡 / カーボンナノチューブ / 局所発光 / 走査トンネル顕微鏡発光分光 / ナノマニピュレーション

研究概要

走査トンネル顕微鏡(STM)の探針から放出されるトンネル電子を理想的なナノスケール発光誘起源として利用できることに着目し、カーボンナノチューブ(CNT)の不均一構造に起因する局所的な発光ダイナミクスを究極の空間分解能で明らかにする研究を行った。従来から報告されている乾式接触(DCT)法の改良を行い、孤立した単一鎖CNTを高密度でAu基板表面に固定化することに成功した。STM探針によって誘起されたCNTの原子欠陥構造の直上でSTM発光計測を行ったところ、発光スペクトルの形状が大きく変化することが分かった。このような発光スペクトルの変化は、電子構造の変化に起因すると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Orbital-selective single molecule reactions on a metal surface studied using low-temperature scanning tunneling microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, Y. Kim, M. Trenary, and M. Kawai
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49巻 ページ: 4679-4681
  • DOI: DOI:10.1039/c3cc40949j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral Fitting of Action Spectra for Motions and Reactions of Single Molecules on Metal Surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Motobayashi, S. Katano, Y. Kim, and M. Kawai
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 86巻 ページ: 75-79
  • DOI: DOI:10.1246/bcsj.20120190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of Prism-Coupled Scanning Tunneling Microscope Light Emission (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iida, J. U. Ahamed, S. Katano, and Y. Uehara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50巻 ページ: 095201_1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.095201
  • 査読あり
• [雑誌論文] 走査トンネル顕微鏡発光分光による単一原子・分子が有するナノ物性の探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片野諭,上原洋一
  • 雑誌名: 応用物理 巻: 80巻 ページ: 960-965
  • URL: http://www.jsap.or.jp/ap/2011/11/ob800960.xml
  • 査読あり
• [学会発表] Tunneling Electron-induced Photon Emission from Single-walled Carbon Nanotube Adsorbed on Au(111) (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, S. Seki, and Y. Uehara
  • 学会等名: 20th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM20)
  • 発表場所: Okinawa Kariyushi UrbanResort Naha, Japan
  • 年月日: 2012-12-17
• [学会発表] Vibrational Excitation of a Single Molecule via Scanning Tunneling Microscope Light Emission Process (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, T. Yamaga, W. Iida, and Y. Uehara
  • 学会等名: The 14th Vibration at Surfaces (VAS14)
  • 発表場所: Nichii-Gakkan Kobe Port Island Center, Kobe, Japan
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Light Emission from Single-walled Carbon Nanotube on Au(111) induced by Scanning Tunneling Microscope (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, and Y. Uehara
  • 学会等名: The 29th European Conference on Surface Science (ECOSS-29)
  • 発表場所: Edinburgh International Conference Center, Edinburgh, UK
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] Scanning Tunneling Microscope Light Emission Study of the Au Substrate Covered with Alkanethiolate Molecule Monolayers (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, W. Iida, and Y. Uehara
  • 学会等名: The 19th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM19)
  • 発表場所: Toyako Manseikaku, Hokkaido,Japan
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] Prism-Coupled Scanning Tunneling Microscope Light Emission Analyzed byFinite-Difference-Time-Domain Method (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Iida, S. Katano, and Y. Uehara
  • 学会等名: The 19th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM19)
  • 発表場所: Toyako Manseikaku, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] プリズム結合型走査トンネル顕微鏡発光分光の空間分解能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯田航,J. Ahamed,片野諭,上原洋一
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-08-30