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2012 Fiscal Year Annual Research Report

カーボンナノチューブの特異な光物性の開拓

Research Project

Project/Area Number 20241023
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

齋藤 理一郎  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00178518)

Project Period (FY) 2008-04-08 – 2013-03-31
Keywordsカーボンナノチューブ / 電子ラマン分光 / コヒーレントフォノン分光 / クーロン相互作用
Research Abstract

基盤研究の最終年度であり、カーボンナノチューブの光物性におけるいくつかの成果をまとめた。
(1)金属ナノチューブにおける電子ラマン分光:金属ナノチューブにおいて、通常の歩フォノンによるラマン分光の他にクーロン相互作用による電子ラマンスペクトルが観測された実験事実を理論的に明らかにして、Phys. Rev. Bに発表した。この発表で重要なことは、1次のRaman散乱がナノチューブの対称性によって起こらず、2次のラマン散乱がスペクトルを再現することで重要であることを見出した。その理由はクーロン相互作用を波数の関数であらわしたとき、直接相互作用の値がq=0で0になるという著しい性質によるものである。
(2)コヒーレントフォノン分光の理論:フェムト秒の短い光パルスをナノチューブに充てると、フォノンが同位相で発生する。これをコヒーレントフォノンと呼ぶ。ナノチューブの場合には、フォノンは室温でも安定に存在する励起子によってもたらすため、励起子フォノンの相互作用を計算し、励起子がどのようにコヒーレントフォノンを生成するか研究し、Phys. Rev. Bに発表した。また、コヒーレントフォノン分光に関数ReviewAriticleを共著者として発表した。
そのほかに、カーボンナノチューブの2重共鳴ラマン分光でMの形のスペクトルが現れる実験結果を理論的に解析し、米国の研究者と共同でNano Researchに論文を発表した。また、グラフェンに関するRaman分光の解析に関してもいくつかの共著の論文の発表をおこなった。5年間で、全体で50本の論文を発表し、アクティブな研究レベルを維持することができた。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2012 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 3 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Unraveling the interlayer-related phonon self-energy renormalization in bilayer graphene2012

    • Author(s)
      P. T. Araujo, D. L. Mafra, K. Sato, R. Saito, J. Kong, M. S. Dresselhaus
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 2 Pages: 1017-1-6

    • DOI

      10.1038/srep01017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric velocities of Dirac particles and Vernier spectrum in metallic single-wall carbon nanotubes2012

    • Author(s)
      W. Izumida, A. Vikstrom, R. Saito
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 85 Pages: 165430-1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.165430

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Luminescence properties of individual empty and water-filled single-walled carbon nanotubes2012

    • Author(s)
      S. Cambre, S. M. Santos, W. Wenseleers, A. R. T. Nugraha, R. Saito, L. Cognet, B. Lounis
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 6 Pages: 2649-2655

    • DOI

      10.1021/nn300035y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coherent radial-breathing-like phonons in graphene nanoribbons2012

    • Author(s)
      G. D. Sanders, A. R. T. Nugraha, R. Saito, C. J. Stanton
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 85 Pages: 205401-1-17

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.205401

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Using the G' Raman cross-section to understand the phonon dynamics in bilayer graphene systems2012

    • Author(s)
      D. L. Mafra, P. T. Araujo, K. Sato, R. Saito, M. S. Dresselhaus, J. Kong
    • Journal Title

      Nano Lett.

      Volume: 12 Pages: 2883-2887

    • DOI

      10.1021/nl300477n

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of 13C isotope doping on the optical phonon modes in graphene: Localization and Raman spectroscopy2012

    • Author(s)
      J. F. Rodriguez-Nieva, R. Saito, S. D. Costa, M. S. Dresselhaus,
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 85 Pages: 245406-1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.245406

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phonon self-energy corrections to nonzero wave-vector phonon modes in single-layer graphene2012

    • Author(s)
      P. T. Araujo, D. L. Mafra, K. Sato, R. Saito, J. Kong, and M. S. Dresselhaus
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 109 Pages: 046801-1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.046801

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Raman spectroscopy of boron-doped single-layer graphene2012

    • Author(s)
      Y. A. Kim, K. Fujisawa, H. Muramatsu, T. Hayashi, M. Endo, T. Fujimori, K. Kaneko, M. Terrones, J. Behrends, A. Eckmann, C. Casiraghi, K. S. Novoselov, R. Saito, M. S. Dresselhaus
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 6 Pages: 6293-6300

    • DOI

      10.1021/nn301728j

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zone folding effect in Raman G-band intensity of twisted bilayer graphene2012

    • Author(s)
      K. Sato, R. Saito, C. Cong, T. Yu, M. S. Dresselhaus
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 86 Pages: 125414-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.125414

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reversible formation of ammonium persulfate/sulfuric acid graphite intercalation compounds and their peculiar Raman spectra2012

    • Author(s)
      A. M. Dimiev, S. M. Bachilo, R. Saito
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 6 Pages: 7842-7849

    • DOI

      10.1021/nn3020147

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observation of layer-breathing mode vibration in few-layer graphene through combination Raman scattering2012

    • Author(s)
      C. H. Lui, L. M. Malard, S. H. Kim, G. Lantz, F. E. Laverge, R. Saito, T. F. Heinz
    • Journal Title

      Nano Lett.

      Volume: 12 Pages: 7842-7849

    • DOI

      10.1021/nl302450s

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Domain Boundaries on the Raman Spectra of Mechanically Strained Graphene2012

    • Author(s)
      M. A. Bissett, W. Izumida, R. Saito, H. Ago
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 6 Pages: 10229-10238

    • DOI

      10.1021/nn304032f

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Using gate-modulated Raman scattering and electron-phonon interactions to probe single-layer graphene: A different approach to assign phonon combination modes2012

    • Author(s)
      D. L. Mafra, J. Kong, K. Sato, R. Saito, M. S. Dresselhaus, P. T. Araujo
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 86 Pages: 195434-1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.195434

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Coherent phonon and Raman spectroscopy of sin- gle wall carbon nanotube

    • Author(s)
      齋藤理一郎
    • Organizer
      Building blocks for carbon-based electronics: from molecules to nan- otubes
    • Place of Presentation
      University of Regensburg, Germany
    • Invited
  • [Presentation] Optical properties of carbon nanotubes and graphene

    • Author(s)
      齋藤理一郎
    • Organizer
      2012 MRS Fall meeting
    • Place of Presentation
      Hynes Convention Center, Boston, USA
    • Invited
  • [Presentation] “Raman and coher- ent phonon spectroscopy of nanotube and graphene

    • Author(s)
      齋藤理一郎
    • Organizer
      The Third International Workshop on Nanocarbon Photonics and Optoelectronics
    • Place of Presentation
      Huhmari, Polvijarvi, North Karelia, Finland
    • Invited
  • [Book] Raman spectroscopy: Characterization of edges, de- fects and the Fermi energy of Graphene and sp 2 carbons,Graphene Nanoelectronics: Springer, Ed. Hassan Raza2012

    • Author(s)
      M.S. Dresselhaus, A. Jorio, L. G. Cancacado, R. Saito
    • Total Pages
      41
    • Publisher
      Springer Verlag
  • [Book] グラフェンの光電子物性 , グラフェンの 最先端技術と拡がる応用2012

    • Author(s)
      齋藤理一郎
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      フロンティア出版
  • [Book] ナノカーボン技術大全2012

    • Author(s)
      齋藤理一郎
    • Total Pages
      16
    • Publisher
      電子ジャーナル
  • [Remarks] 東北大学 大学院理学研究科 齋藤研究室のホームページ

    • URL

      http:://flex.phys.tohoku.ac.jp/japanese/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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