2009 Fiscal Year Annual Research Report
孤立単層カーボンナノチューブの光デバイス応用に向けた形態制御直接合成と光物性解明
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08J03712
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
宮内 雄平 Kyoto University, 化学研究所, 特別研究員(SPD)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 励起子 / 発光 / 光物性 |
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| Research Abstract |
本年度はまず、単層カーボンナノチューブの発光量子効率を実質的に制限している要因を探るため、キャリアドーピングと励起子寿命の関係、および単層カーボンナノチューブの長さと励起子寿命の関係を明らかにし、得られた実験結果からキャリアドーピング、および励起子の拡散による非輻射緩和メカニズムを明らかにした。また、発光効率の温度依存性と励起子微細構造の関連についても明らかにした。単層カーボンナノチューブのバンド構造における電子と正孔の非対称性とそのカイラリティ依存性についても、偏光発光励起分光法による測定結果と理論計算の比較から定量的に明らかにした。これらの成果により、単層カーボンナノチューブの基礎的な励起子光物性とその制御に関する重要な知見を得ることができた。さらに、本年度はこれまでの液中分散高品質孤立ナノチューブ試料に関する研究に加えて、単一の単層カーボンナノチューブの光物性解明と光デバイス応用のための光機能発現に向けて研究を進めた。まず、単一単層カーボンナノチューブをアルコールCVD法によりスリット上に架橋するように合成し、スーパーコンティニュウム光源を用いたレイリー散乱分光法により光学遷移エネルギーの直接観察を行った。その結果をラマン分光の結果と組み合わせて用いることで、合成した単一単層カーボンナノチューブの直径とカイラリティを光学的に精密に決定し、構造が完全にわかっている単一単層カーボンナノチューブを用いたデバイスを試作した。
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