Оптические свойства углеродных нанотрубок - Optical properties of carbon nanotubes

Образец многослойных углеродных нанотрубок с 3-15 стенками, средний внутренний диаметр 4 нм, средний внешний диаметр 13-16 нм, длина 1-10 + микрометров.

В оптические свойства углеродных нанотрубок очень актуальны для материаловедение. Как эти материалы взаимодействуют с электромагнитное излучение уникальна во многих отношениях, о чем свидетельствуют их своеобразные поглощение, фотолюминесценция (флуоресценция ), и Раман спектры.

Углеродные нанотрубки представляют собой уникальные «одномерные» материалы, полые волокна (трубки) которых имеют уникальную высокоупорядоченную атомную и электронную структуру и могут изготавливаться в широком диапазоне размеров. Диаметр обычно варьируется от 0,4 до 40 нм (т. Е. В ~ 100 раз). Однако длина может достигать 55,5 см (21,9 дюйма), что подразумевает отношение длины к диаметру 132 000 000: 1; который не имеет себе равных ни в одном другом материале.[1] Следовательно, все электронные, оптические, электрохимические и механические свойства углеродных нанотрубок чрезвычайно высоки. анизотропный (зависит от направления) и настраивается.[2]

Применение углеродных нанотрубок в оптика и фотоника все еще менее развиты, чем в других областях. Некоторые свойства, которые могут привести к практическому использованию, включают возможность настройки и избирательность по длине волны. Потенциальные применения, которые были продемонстрированы, включают светоизлучающие диоды (Светодиоды )[3], болометры[4] и оптоэлектронная память.[5]

Помимо прямого применения, оптические свойства углеродных нанотрубок могут быть очень полезны при их производстве и применении в других областях. Спектроскопические методы предлагают возможность быстрой и неразрушающей характеристики относительно больших количеств углеродных нанотрубок, обеспечивая подробные измерения нетрубчатого содержания углерода, типа и хиральности трубки, структурных дефектов и многих других свойств, которые имеют отношение к этим другим приложениям.

Геометрическая структура

Основная статья: Углеродные нанотрубки § Структура

Хиральный угол

Одностенные углеродные нанотрубки (ОСУНТ) можно представить как полоску графен молекула (отдельный лист графит ) свернули и соединили в цельный цилиндр. Структуру нанотрубки можно охарактеризовать шириной этой гипотетической полоски (то есть окружностью c или диаметр d трубки) и угол α полосы относительно основных осей симметрии шестиугольник решетка графена. Этот угол, который может изменяться от 0 до 30 градусов, называется «хиральным углом» трубки.

(п,м) обозначение

"Нарезанное и развернутое" представление углеродной нанотрубки как полоски молекулы графена, наложенное на диаграмму полной молекулы (слабый фон). Вектор ш (большая синяя стрелка) соединяет соответствующие позиции на двух краях полосы. поскольку ш = 3ты + 1v, трубка называется типа (3,1).

В качестве альтернативы структуру можно описать двумя целочисленными индексами (п,м), которые описывают ширину и направление этой гипотетической полосы как координаты в фундаментальном система отсчета решетки графена. Если атомы вокруг любого 6-членного кольцо графена пронумерованы последовательно от 1 до 6, два вектора ты и v этого кадра - смещения от атома 1 к атомам 3 и 5 соответственно. Эти два вектора имеют одинаковую длину, а их направления разнесены на 60 градусов. Вектор ш = п ты + м v затем интерпретируется как окружность развернутой трубки на решетке графена; это связывает каждую точку A1 на одном краю полосы до точки A2 на другом крае, который будет идентифицироваться с ним при намотке полосы. Хиральный угол α тогда угол между ты и ш.[6][7][8]

Пары (п,м), которые описывают различные трубчатые конструкции, являются те, у которых 0 ≤ м ≤ п и п > 0. Все геометрические свойства трубки, такие как диаметр, угол хиральности и симметрии, могут быть вычислены по этим индексам.

Тип также определяет электронную структуру лампы. В частности, трубка ведет себя как металл если |м–п| делится на 3, и подобно полупроводник в противном случае.

Зигзагообразные и кресельные тубусы

Трубки типа (п,м) с участием п=м (угол хиральности = 30 °) называются «креслом», а те, у которых м= 0 (угол хиральности = 0 °) «зигзаг». Эти трубки обладают зеркальной симметрией и могут рассматриваться как стопки простых замкнутых путей («зигзагообразные» и «кресельные» пути соответственно).

Кресло нанотрубка
Зигзагообразная нанотрубка

Электронная структура

Оптические свойства углеродных нанотрубок во многом определяются их уникальной электронной структурой. Сворачивание решетки графена влияет на эту структуру способами, которые сильно зависят от типа геометрической структуры (п,м).

Особенности Ван Хова

SSPN41.PNG
Объемный трехмерный материал (синий) имеет непрерывную DOS, но одномерный провод (зеленый) имеет особенности Ван Хова.

Характерной особенностью одномерных кристаллов является то, что в них распределение плотность состояний (DOS) не является непрерывной функцией энергии, но она постепенно снижается, а затем увеличивается прерывистым всплеском. Эти острые пики называются Особенности Ван Хова. Напротив, трехмерные материалы имеют непрерывную DOS.

Особенности Ван Хова приводят к следующим замечательным оптическим свойствам углеродных нанотрубок:

  • Оптические переходы происходят между v1 − c1, v2 − c2и т. д., состояния полупроводниковых или металлических нанотрубок и традиционно обозначаются как S11, S22, M11и т. д. или, если «проводимость» трубки неизвестна или не важна, как E11, E22и др. Кроссоверные переходы. c1 − v2, c2 − v1и т. д., являются дипольно-запрещенный и, таким образом, чрезвычайно слабые, но они, возможно, наблюдались с использованием кросс-поляризованной оптической геометрии.[9]
  • Энергии между сингулярностями Ван Хова зависят от структуры нанотрубки. Таким образом, варьируя эту структуру, можно настраивать оптоэлектронные свойства углеродной нанотрубки. Такая тонкая настройка была экспериментально продемонстрирована с использованием УФ-освещения УНТ с дисперсными полимерами.[10]
  • Оптические переходы довольно резкие (~ 10 мэВ) и сильные. Следовательно, относительно легко избирательно возбуждать нанотрубки, обладающие определенными (п, м) индексов, а также для регистрации оптических сигналов от отдельных нанотрубок.

Катаура сюжет

На этом графике Катауры энергия электронного перехода уменьшается с увеличением диаметра нанотрубки.

Зонная структура углеродных нанотрубок с определенными (п, м) индексы легко вычисляются.[11] Теоретический график, основанный на этих расчетах, был разработан в 1999 г. Хиромити Катаура для рационализации экспериментальных результатов. График Катауры связывает диаметр нанотрубки и ее ширину запрещенной зоны для всех нанотрубок в диапазоне диаметров.[12] Осциллирующая форма каждой ветви графика Катауры отражает внутреннюю сильную зависимость свойств ОСНТ от (п, м) индекса, а не его диаметра. Например, трубки (10, 1) и (8, 3) имеют почти одинаковый диаметр, но очень разные свойства: первая - это металл, а вторая - полупроводник.

Оптические свойства

Оптическое поглощение

Спектр оптического поглощения дисперсных одностенных углеродных нанотрубок

Оптическое поглощение в углеродных нанотрубках отличается от поглощения в обычных трехмерных материалах наличием острых пиков (одномерные нанотрубки) вместо порога поглощения с последующим увеличением поглощения (большинство трехмерных твердых тел). Поглощение в нанотрубках происходит за счет электронных переходов из v2 к c2 (энергия E22) или v1 к c1 (E11) уровни и т. д.[6][12] Переходы относительно резкие и могут использоваться для идентификации типов нанотрубок. Обратите внимание, что резкость ухудшается с увеличением энергии, и что многие нанотрубки имеют очень похожие E22 или E11 энергии, и поэтому в спектрах поглощения происходит значительное перекрытие. Этого перекрытия избегают при измерениях картирования фотолюминесценции (см. Ниже), которые вместо комбинации перекрывающихся переходов идентифицируют отдельные (E22, E11) пары.[13][14]

Взаимодействия между нанотрубками, такие как связывание, уширяют оптические линии. Хотя связывание сильно влияет на фотолюминесценцию, оно гораздо слабее влияет на оптическое поглощение и рамановское рассеяние. Следовательно, подготовка образцов для последних двух методов относительно проста.

Оптическое поглощение обычно используется для количественной оценки качества порошков углеродных нанотрубок.[15]

Спектр анализируется с точки зрения интенсивности пиков, связанных с нанотрубками, фона и пика углерода; последние два в основном происходят из не нанотрубного углерода в загрязненных образцах. Однако недавно было показано, что за счет объединения почти одиночных полупроводниковых нанотрубок с хиральностью в плотно упакованные ван-дер-ваальсовы жгуты фон поглощения может быть связан с переходом свободных носителей заряда в результате переноса заряда между трубками.[16]

Углеродные нанотрубки как черное тело

Идеальный черное тело должен иметь излучательная способность или поглощение 1,0, что сложно достичь на практике, особенно в широком спектральный диапазон. Вертикально ориентированные «леса» одностенных углеродных нанотрубок могут иметь оптическую плотность 0,98–0,99 от дальний ультрафиолет (200 нм) до дальний инфракрасный (200 мкм) длины волны.

Эти леса SWNT (бумага для печати ) были выращены методом CVD-супервращения до высоты около 10 мкм. Два фактора могут способствовать сильному поглощению света этими структурами: (i) распределение хиральностей УНТ привело к появлению различных запрещенных зон для отдельных УНТ. Таким образом был сформирован составной материал с широкополосным поглощением. (ii) В этих лесах может оставаться свет из-за множественных отражений.[17][18][19]

Измерения отражения[20]
УФ-ближний ИК-диапазонБлижний и средний ИКСредне-дальний ИК
Длина волны, мкм0.2-22–2025–200
Угол падения, °8510
ОтражениеПолусферически-направленныйПолусферически-направленныйЗеркальный
СправкаСтандарт белого отраженияЗолотое зеркалоАлюминиевое зеркало
Средняя отражательная способность0.01600.00970.0017
Среднеквадратичное отклонение0.00480.00410.0027

Люминесценция

Карта фотолюминесценции одностенных углеродных нанотрубок. (п, м) индексы идентифицируют определенные полупроводниковые нанотрубки. Обратите внимание, что измерения ФЛ не обнаруживают нанотрубки с п = м или м = 0.

Фотолюминесценция (флуоресценция)

Полупроводниковые однослойные углеродные нанотрубки при фотовозбуждении излучают свет в ближнем инфракрасном диапазоне, который взаимозаменяемо описывается как флуоресценция или фотолюминесценция (PL). Возбуждение ФЛ обычно происходит следующим образом: электрон в нанотрубке поглощает возбуждающий свет через S22 переход, создавая электронно-дырочную пару (экситон ). И электрон, и дырка быстро релаксируют (через фонон -сопровождаемые процессы) от c2 к c1 и из v2 к v1 состояния соответственно. Затем они рекомбинируют через c1 − v1 переход, приводящий к излучению света.

В металлических трубках не может быть экситонной люминесценции. Их электроны могут быть возбуждены, что приводит к оптическому поглощению, но дырки немедленно заполняются другими электронами из множества имеющихся в металле. Следовательно, экситоны не образуются.

Основные свойства

  • Фотолюминесценция от ОСНТ, а также оптическое поглощение и комбинационное рассеяние света линейно поляризованы вдоль оси трубки. Это позволяет контролировать ориентацию ОСНТ без прямого микроскопического наблюдения.
  • PL быстрая: расслабление обычно происходит в пределах 100 пикосекунды.[21]
  • КПД ФЛ сначала оказался низким (~ 0,01%),[21] но более поздние исследования показали гораздо более высокие квантовые выходы. За счет улучшения структурного качества и изоляции нанотрубок эффективность эмиссии увеличилась. Квантовый выход 1% был зарегистрирован для нанотрубок, отсортированных по диаметру и длине с помощью градиентного центрифугирования.[22] и он был дополнительно увеличен до 20% за счет оптимизации процедуры выделения отдельных нанотрубок в растворе.[23]
  • Спектральный диапазон ФЛ достаточно широк. Длина волны излучения может варьироваться от 0,8 до 2,1 микрометра в зависимости от структуры нанотрубки.[13][14]
  • Экситоны, по-видимому, делокализованы по нескольким нанотрубкам в единые пучки хиральности, поскольку спектр фотолюминесценции демонстрирует расщепление, соответствующее межтрубному туннелированию экситонов.[16]
  • Взаимодействие между нанотрубками или между нанотрубкой и другим материалом может погасить или увеличить PL.[24] В многослойных углеродных нанотрубках ФЛ не наблюдается. ФЛ от двустенных углеродных нанотрубок сильно зависит от способа получения: ССЗ выращенные ДУНТ показывают излучение как от внутренней, так и от внешней оболочки.[13][14] Однако ДУНТ, полученные путем инкапсуляции фуллерены в ОУНТ и отжиг показывают ФЛ только от внешних оболочек.[25] Изолированные ОСНТ, лежащие на подложке, демонстрируют крайне слабую ФЛ, обнаруженную лишь в нескольких исследованиях.[26] Отрыв трубок от подложки резко увеличивает ФЛ.
  • Положение (S22, S11) Пики ФЛ незначительно (в пределах 2%) зависят от среды нанотрубок (воздух, диспергатор и т. Д.). Однако сдвиг зависит от (п, м), и, таким образом, вся карта PL не только сдвигается, но и искажается при смене среды CNT.

Рамановское рассеяние

Основная статья: Рамановская спектроскопия
Рамановский спектр одностенных углеродных нанотрубок

Рамановская спектроскопия имеет хорошее пространственное разрешение (~ 0,5 мкм) и чувствительность (одиночные нанотрубки); он требует минимальной пробоподготовки и весьма информативен. Следовательно, рамановская спектроскопия, вероятно, является самым популярным методом определения характеристик углеродных нанотрубок. Рамановское рассеяние света в ОСНТ является резонансным, т.е. исследуются только те трубки, ширина запрещенной зоны которых равна энергии возбуждающего лазера.[27][28] Как обсуждается ниже, в спектре ОСНТ преобладают несколько режимов рассеяния.

Подобно картированию фотолюминесценции, энергия возбуждающего света может сканироваться в рамановских измерениях, создавая таким образом рамановские карты.[27] Эти карты также содержат элементы овальной формы, однозначно идентифицирующие (п, м) индексы. В отличие от PL, рамановское отображение обнаруживает не только полупроводниковые, но и металлические трубки, и оно менее чувствительно к объединению нанотрубок, чем PL. Однако потребность в настраиваемом лазере и специальном спектрометре является серьезным техническим препятствием.

Радиальный режим дыхания

Режим радиального дыхания (RBM) соответствует радиальному расширению-сжатию нанотрубки. Следовательно, его частота νУОР (в см−1) зависит от диаметра нанотрубки d так как, νУОР= A /d + B (где A и B - константы, зависящие от среды, в которой присутствует нанотрубка. Например, B = 0 для отдельных нанотрубок) (в нанометрах) и может быть оценено[27][28] так как νУОР = 234/d + 10 для SWNT или νУОР = 248/d для DWNT, что очень полезно для определения диаметра CNT из положения RBM. Типичный диапазон RBM составляет 100–350 см.−1. Если интенсивность RBM особенно велика, ее слабая вторая обертон можно наблюдать на двойной частоте.

Пакетный режим

Режим связывания - это особая форма RBM, предположительно возникающая из коллективной вибрации в связке SWNT.[29]

G режим

Другой очень важный режим - это режим G (G из графита). Этот режим соответствует планарным колебаниям атомов углерода и присутствует в большинстве графитоподобных материалов.[8] Полоса G в ОСНТ смещена в более низкие частоты по сравнению с графитом (1580 см−1) и разбивается на несколько пиков. Характер и интенсивность расщепления зависят от структуры трубки и энергии возбуждения; их можно использовать, хотя и с гораздо меньшей точностью по сравнению с режимом RBM, для оценки диаметра трубки и определения того, является ли трубка металлической или полупроводниковой.

D режим

D мода присутствует во всех графитоподобных углях и возникает из-за структурных дефектов.[8] Следовательно, отношение г/D Режимы обычно используются для количественной оценки структурного качества углеродных нанотрубок. У высококачественных нанотрубок это отношение значительно выше 100. При более низкой функционализации нанотрубки г/D соотношение остается практически неизменным. Это соотношение дает представление о функционализации нанотрубки.

G 'режим

Название этого режима вводит в заблуждение: оно дано потому, что в графите этот режим обычно является вторым по силе после режима G. Однако на самом деле это второй обертон D-моды, вызванной дефектом (и, следовательно, его следует логически назвать D '). Его интенсивность выше, чем у D-моды из-за различных правила отбора.[8] В частности, D-мода запрещена в идеальной нанотрубке и требует наведения структурного дефекта, обеспечивающего фонон с определенным угловым моментом. Напротив, мода G 'включает в себя «самоаннигилирующую» пару фононов и, следовательно, не требует дефектов. Спектральное положение моды G 'зависит от диаметра, поэтому его можно грубо использовать для оценки диаметра ОСНТ.[14] В частности, мода G 'представляет собой дублет в двойных углеродных нанотрубках, но этот дублет часто не разрешается из-за уширения линий.

Другие обертоны, например комбинация режима RBM + G на ~ 1750 см−1, часто наблюдаются в спектрах комбинационного рассеяния УНТ. Однако они менее важны и здесь не рассматриваются.

Антистоксово рассеяние

Все вышеперечисленные рамановские режимы можно наблюдать как Стокса и антистокса рассеяние. Как упоминалось выше, комбинационное рассеяние света на УНТ носит резонансный характер, т.е. возбуждаются только трубки, ширина запрещенной зоны которых близка к энергии лазера. Разницу между этими двумя энергиями и, следовательно, ширину запрещенной зоны отдельных ламп можно оценить по соотношению интенсивностей стоксовых / антистоксовых линий.[27][28] Однако эта оценка основана на температурном факторе (Фактор Больцмана ), который часто ошибочно рассчитывается - при измерении используется сфокусированный лазерный луч, который может локально нагревать нанотрубки без изменения общей температуры исследуемого образца.

Рэлеевское рассеяние

Углеродные нанотрубки имеют очень большие размеры. соотношение сторон, т.е. их длина намного больше диаметра. Следовательно, как и ожидалось от классическая теория электромагнетизма, упругое рассеяние света (или Рэлеевское рассеяние ) на прямых УНТ имеет анизотропную угловую зависимость, и по ее спектру можно определить ширину запрещенной зоны отдельных нанотрубок.[30][31]

Другим проявлением рэлеевского рассеяния является «антенный эффект», когда массив нанотрубок, стоящих на подложке, имеет определенные угловые и спектральные распределения отраженного света, и оба этих распределения зависят от длины нанотрубки.[32]

Приложения

Светодиоды (Светодиоды )[3][33] и фотодетекторы[34] на основе одной нанотрубки были произведены в лаборатории. Их уникальная особенность - не КПД, который пока относительно невысокий, а узкая селективность в длина волны излучения и детектирования света и возможности его тонкой настройки через структуру нанотрубок. К тому же, болометр[4] и оптоэлектронная память[5] устройства реализованы на ансамблях однослойных углеродных нанотрубок.

  • Фотолюминесценция используется для определения характеристик для измерения количества полупроводниковых нанотрубок в образце. Нанотрубки выделяют (диспергируют) с использованием подходящего химического агента («диспергатор») для уменьшения межтрубного гашения. Затем измеряют ФЛ, сканируя энергии возбуждения и излучения и тем самым создавая карту ФЛ. Овалы на карте определяют (S22, S11) пары, которые однозначно идентифицируют (п, м) индекс трубки. Для идентификации условно используются данные Вейсмана и Бачило.[35]
  • Флуоресценция нанотрубок была исследована с целью получения изображений и зондирования в биомедицинских приложениях.[36][37][38]

Сенсибилизация

Оптические свойства, в том числе эффективность фотолюминесценции, можно изменить, инкапсулируя органические красители (каротин, ликопин и т. д.) внутри трубок.[39][40] Между инкапсулированным красителем и нанотрубкой происходит эффективная передача энергии - свет эффективно поглощается красителем и без значительных потерь передается на ОСНТ. Таким образом, потенциально оптическими свойствами углеродной нанотрубки можно управлять, заключая в нее определенную молекулу. Кроме того, инкапсуляция позволяет изолировать и охарактеризовать органические молекулы, которые нестабильны в условиях окружающей среды. Например, спектры комбинационного рассеяния для красителей чрезвычайно трудно измерить из-за их сильной ФЛ (эффективность близка к 100%). Однако инкапсуляция молекул красителя внутри ОСНТ полностью гасит ФЛ красителя, что позволяет измерять и анализировать их спектры комбинационного рассеяния.[41]

Катодолюминесценция

Катодолюминесценция (CL) - излучение света, возбуждаемое электронным лучом, - это процесс, обычно наблюдаемый на экранах телевизоров. Электронный луч можно точно сфокусировать и сканировать по исследуемому материалу. Этот метод широко используется для исследования дефектов в полупроводниках и наноструктурах с пространственным разрешением нанометрового масштаба.[42] Было бы полезно применить этот метод к углеродным нанотрубкам. Однако нет надежного CL, т.е. резких пиков, отнесенных к определенным (п, м) индексов, пока не обнаружено с углеродных нанотрубок.

Электролюминесценция

Если к нанотрубке прикреплены соответствующие электрические контакты, электронно-дырочные пары (экситоны) могут быть созданы путем инжекции электронов и дырок из контактов. Последующая рекомбинация экситонов приводит к электролюминесценция (EL). Электролюминесцентные устройства изготовлены из одиночных нанотрубок.[3][33][43] и их макроскопические сборки.[44] Рекомбинация, по-видимому, происходит через триплет-триплетную аннигиляцию.[45] давая отчетливые пики, соответствующие E11 и E22 переходы.[44]

Многослойные углеродные нанотрубки

Многослойные углеродные нанотрубки (MWNT) могут состоять из нескольких вложенных друг в друга одностенных трубок или из одной полосы графена, скрученной несколько раз, как прокрутка. Их трудно изучать, потому что их свойства определяются вкладом и взаимодействием всех отдельных оболочек, которые имеют различную структуру. Кроме того, методы их синтеза плохо селективны и приводят к большему количеству дефектов.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Сюешен Ван; и другие. (2009). «Изготовление сверхдлинных и электрически однородных однослойных углеродных нанотрубок на чистых подложках». Нано буквы. 9 (9): 3137–41. Bibcode:2009NanoL ... 9,3137 Вт. Дои:10.1021 / nl901260b. PMID  19650638.
  2. ^ Zhang, R .; Zhang, Y .; Zhang, Q .; Xie, H .; Qian, W .; Вэй, Ф. (2013). «Рост полуметровых углеродных нанотрубок на основе распределения Шульца – Флори». САУ Нано. 7 (7): 6156–61. Дои:10.1021 / nn401995z. PMID  23806050.
  3. ^ а б c Дж. А. Мисевич; и другие. (2003). «Электрически индуцированное оптическое излучение из полевого транзистора из углеродных нанотрубок». Наука. 300 (5620): 783–786. Bibcode:2003Наука ... 300..783М. Дои:10.1126 / science.1081294. PMID  12730598.
  4. ^ а б М. Э. Иткис; и другие. (2006). «Болометрический инфракрасный фотоотклик подвесных однослойных углеродных нанотрубок». Наука. 312 (5772): 413–416. Bibcode:2006Научный ... 312..413I. Дои:10.1126 / science.1125695. PMID  16627739.
  5. ^ а б Звезда; и другие. (2004). "Оптоэлектронные запоминающие устройства на нанотрубках". Нано буквы. 4 (9): 1587–1591. Bibcode:2004NanoL ... 4.1587S. Дои:10.1021 / nl049337f.
  6. ^ а б С. Б. Синнотт и Р. Эндрюс (2001). «Углеродные нанотрубки: синтез, свойства и применение». Критические обзоры в области твердого тела и материаловедения. 26 (3): 145–249. Bibcode:2001CRSSM..26..145S. Дои:10.1080/20014091104189.
  7. ^ М. С. Дрессельхаус; и другие. (1995). «Физика углеродных нанотрубок». Углерод. 33 (7): 883–891. Дои:10.1016/0008-6223(95)00017-8.
  8. ^ а б c d П. К. Эклунд; и другие. (1995). «Колебательные режимы углеродных нанотрубок; спектроскопия и теория». Углерод. 33 (7): 959–972. Дои:10.1016 / 0008-6223 (95) 00035-C.
  9. ^ Ю. Мияучи; и другие. (2006). "Кросс-поляризованное оптическое поглощение однослойных нанотрубок, исследованное с помощью спектроскопии возбуждения поляризованной фотолюминесценции". Физический обзор B. 74 (20): 205440. arXiv:cond-mat / 0608073. Bibcode:2006ПхРвБ..74т5440М. Дои:10.1103 / PhysRevB.74.205440.
  10. ^ К. Якубовский; и другие. (2006). «Центры люминесценции средней запрещенной зоны в одностенных углеродных нанотрубках, созданные с помощью ультрафиолетового освещения» (PDF). Письма по прикладной физике. 89 (17): 173108. Bibcode:2006АпФЛ..89q3108И. Дои:10.1063/1.2364157.
  11. ^ С. Маруяма. "Сайт Сигео Маруямы по фуллерену и углеродным нанотрубкам". Архивировано из оригинал на 2012-12-20. Получено 2008-12-08.
  12. ^ а б Х. Катаура; и другие. (1999). «Оптические свойства одностенных углеродных нанотрубок» (PDF). Синтетические металлы. 103 (1–3): 2555–2558. Дои:10.1016 / S0379-6779 (98) 00278-1.
  13. ^ а б c К. Якубовский; и другие. (2006). «Картирование фотолюминесценции одностенных и двустенных углеродных нанотрубок с расширенным ИК-диапазоном» (PDF). Журнал физической химии B. 110 (35): 17420–17424. Дои:10.1021 / jp062653t. PMID  16942079.
  14. ^ а б c d К. Якубовский; и другие. (2008). «Оптические характеристики углеродных нанотрубок с двойными стенками: свидетельства защиты внутренней трубки» (PDF). Журнал физической химии C. 112 (30): 11194–11198. Дои:10.1021 / jp8018414.
  15. ^ М. Э. Иткис; и другие. (2005). «Сравнение аналитических методов оценки чистоты однослойных углеродных нанотрубок». Журнал Американского химического общества. 127 (10): 3439–48. Дои:10.1021 / ja043061w. PMID  15755163.
  16. ^ а б Джаред Дж. Кроше; и другие. (2011). «Электродинамические и экситонные межтрубные взаимодействия в полупроводниковых агрегатах углеродных нанотрубок». САУ Нано. 5 (4): 2611–2618. Дои:10.1021 / nn200427r. PMID  21391554.
  17. ^ Зу-По Ян; и другие. (2008). «Экспериментальное наблюдение чрезвычайно темного материала, созданного с помощью массива нанотрубок низкой плотности». Нано буквы. 8 (2): 446–451. Bibcode:2008NanoL ... 8..446Y. Дои:10.1021 / nl072369t. PMID  18181658.
  18. ^ К. Мизуно; и другие. (2009). «Поглотитель черного тела из вертикально ориентированных однослойных углеродных нанотрубок». Труды Национальной академии наук. 106 (15): 6044–6077. Bibcode:2009ПНАС..106.6044М. Дои:10.1073 / pnas.0900155106. ЧВК  2669394. PMID  19339498.
  19. ^ К. Хата; и другие. (2004). «Высокоэффективный синтез без примесей однослойных углеродных нанотрубок с использованием воды» (PDF). Наука. 306 (5700): 1362–1364. Bibcode:2004Научный ... 306.1362H. Дои:10.1126 / science.1104962. PMID  15550668.
  20. ^ Л. Мизуно; и другие. (2009). "Вспомогательная информация". Труды Национальной академии наук. 106 (15): 6044–7. Bibcode:2009ПНАС..106.6044М. Дои:10.1073 / pnas.0900155106. ЧВК  2669394. PMID  19339498.
  21. ^ а б Ф. Ван; и другие. (2004). «Флуоресценция углеродных нанотрубок с временным разрешением и ее влияние на время жизни при излучении». Письма с физическими проверками. 92 (17): 177401. Bibcode:2004PhRvL..92q7401W. Дои:10.1103 / PhysRevLett.92.177401. PMID  15169189.
  22. ^ Джаред Кроше; и другие. (2007). «Неоднородности квантового выхода водных суспензий одностенных углеродных нанотрубок». Журнал Американского химического общества. 129 (26): 8058–805. Дои:10.1021 / ja071553d. PMID  17552526.
  23. ^ S-Y Ju; и другие. (2009). «Ярко флуоресцентные одностенные углеродные нанотрубки через организацию поверхностно-активных веществ, исключающих кислород». Наука. 323 (5919): 1319–1323. Bibcode:2009Sci ... 323.1319J. Дои:10.1126 / science.1166265. PMID  19265015.
  24. ^ Б. С. Сатишкумар; и другие. (2007). «Обратимое тушение флуоресценции в углеродных нанотрубках для биомолекулярного зондирования». Природа Нанотехнологии. 2 (9): 560–564. Bibcode:2007НатНа ... 2..560С. Дои:10.1038 / nnano.2007.261. PMID  18654368.
  25. ^ Т. Окадзаки; и другие. (2006). «Тушение фотолюминесценции в двойных углеродных нанотрубках, полученных из гороха» (PDF). Физический обзор B. 74 (15): 153404. Bibcode:2006PhRvB..74o3404O. Дои:10.1103 / PhysRevB.74.153404.
  26. ^ Н. Исигами; и другие. (2008). "Зависимый от кристаллической плоскости рост ориентированных однослойных углеродных нанотрубок на сапфире". Журнал Американского химического общества. 130 (30): 9918–9924. Дои:10.1021 / ja8024752. PMID  18597459.
  27. ^ а б c d К. Фантини; и другие. (2004). "Энергии оптического перехода для углеродных нанотрубок из резонансной рамановской спектроскопии: влияние окружающей среды и температуры". Письма с физическими проверками. 93 (14): 147406. Bibcode:2004ПхРвЛ..93н7406Ф. Дои:10.1103 / PhysRevLett.93.147406. PMID  15524844.
  28. ^ а б c А. Г. Соуза Филью; и другие. (2004). «Стоксовые и антистоксовые спектры комбинационного рассеяния изолированных углеродных нанотрубок малого диаметра». Физический обзор B. 69 (11): 115428. Bibcode:2004PhRvB..69k5428S. Дои:10.1103 / PhysRevB.69.115428.
  29. ^ ЧАС.Катаура; и другие. (2000). «Связка эффектов одностенных углеродных нанотрубок» (PDF). Материалы конференции AIP. 544. п. 262.
  30. ^ М. Ю. Сфейр; и другие. (2004). "Исследование электронных переходов в индивидуальных углеродных нанотрубках методом рэлеевского рассеяния". Наука. 306 (5701): 1540–1543. Bibcode:2004Научный ... 306.1540S. Дои:10.1126 / science.1103294. PMID  15514117.
  31. ^ Y. Wu; и другие. (2007). «Переменная электрон-фононная связь в изолированных металлических углеродных нанотрубках, наблюдаемых методом комбинационного рассеяния света». Письма с физическими проверками. 99 (2): 027402. arXiv:0705.3986. Bibcode:2007PhRvL..99b7402W. Дои:10.1103 / PhysRevLett.99.027402. PMID  17678258.
  32. ^ Ю. Ван; и другие. (2004). «Прием и передача светоподобных радиоволн: антенный эффект в массивах ориентированных углеродных нанотрубок». Письма по прикладной физике. 85 (13): 2607–2609. Bibcode:2004АпФЛ..85.2607Вт. Дои:10.1063/1.1797559.
  33. ^ а б Дж. Чен; и другие. (2005). «Яркое инфракрасное излучение электрически индуцированных экситонов в углеродных нанотрубках». Наука. 310 (5751): 1171–1174. Bibcode:2005Наука ... 310.1171C. Дои:10.1126 / science.1119177. PMID  16293757.
  34. ^ М. Фрейтаг; и другие. (2003). «Фотопроводимость одноуглеродных нанотрубок». Нано буквы. 3 (8): 1067–1071. Bibcode:2003NanoL ... 3.1067F. Дои:10.1021 / nl034313e.
  35. ^ Р. Б. Вейсман и С. М. Бачило (2003). "Зависимость энергии оптического перехода от структуры для однослойных углеродных нанотрубок в водной суспензии: эмпирический график Катауры". Нано буквы. 3 (9): 1235–1238. Bibcode:2003NanoL ... 3,1235 Вт. Дои:10.1021 / nl034428i.
  36. ^ Пол Черукури; Сергей М. Бачило; Сильвио Х. Литовски и Р. Брюс Вейсман (2004). "Флуоресцентная микроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне одностенных углеродных нанотрубок в фагоцитарных клетках". Журнал Американского химического общества. 126 (48): 15638–15639. Дои:10.1021 / ja0466311. PMID  15571374.
  37. ^ Кевин Уэлшер; Сара П. Шерлок и Хунджи Дай (2011). «Анатомическая визуализация глубоких тканей мышей с использованием флуорофоров из углеродных нанотрубок во втором окне ближнего инфракрасного диапазона». Труды Национальной академии наук. 108 (22): 8943–8948. arXiv:1105.3536. Bibcode:2011PNAS..108.8943W. Дои:10.1073 / pnas.1014501108. ЧВК  3107273. PMID  21576494.
  38. ^ Пол В. Бароне; Сынхён Байк; Дэниел А. Хеллер и Майкл С. Страно (2005). «Оптические сенсоры ближнего инфракрасного диапазона на основе однослойных углеродных нанотрубок». Материалы Природы. 4 (1): 86–92. Bibcode:2005 НатМа ... 4 ... 86B. Дои:10.1038 / nmat1276. PMID  15592477.
  39. ^ К. Янаги; и другие. (2006). «Светособирающая функция β-каротина внутри углеродных нанотрубок» (PDF). Физический обзор B. 74 (15): 155420. Bibcode:2006PhRvB..74o5420Y. Дои:10.1103 / PhysRevB.74.155420.
  40. ^ К. Янаги; и другие. (2007). «Фоточувствительная функция инкапсулированного красителя в углеродных нанотрубках» (PDF). Журнал Американского химического общества. 129 (16): 4992–4997. Дои:10.1021 / ja067351j. PMID  17402730.
  41. ^ Ю. Сайто; и другие. (2006). «Вибрационный анализ органических молекул, инкапсулированных в углеродные нанотрубки, с помощью рамановской спектроскопии с усилением наконечника». Японский журнал прикладной физики. 45 (12): 9286–9289. Bibcode:2006JaJAP..45.9286S. Дои:10.1143 / JJAP.45.9286.
  42. ^ С. Дж. Пенникук; и другие. (1980). «Наблюдение катодолюминесценции на одиночных дислокациях методом STEM». Философский журнал А. 41 (4): 589–600. Bibcode:1980PMagA..41..589P. Дои:10.1080/01418618008239335.
  43. ^ М. Фрейтаг; и другие. (2004). «Электролюминесценция горячих носителей на одиночной углеродной нанотрубке». Нано буквы. 4 (6): 1063–1066. Bibcode:2004NanoL ... 4.1063F. Дои:10.1021 / nl049607u.
  44. ^ а б Д. Янас; и другие. (2013). «Электролюминесценция пленок углеродных нанотрубок, резистивно нагретых на воздухе». Письма по прикладной физике. 102 (18): 181104. Bibcode:2013АпФЛ.102р1104J. Дои:10.1063/1.4804296.
  45. ^ Д. Янас; и другие. (2014). «Прямое свидетельство замедленной электролюминесценции углеродных нанотрубок на макроуровне». Письма по прикладной физике. 104 (26): 261107. Bibcode:2014АпФЛ.104z1107J. Дои:10.1063/1.4886800.
  46. ^ Дженнифер Чу. «Инженеры Массачусетского технологического института разрабатывают« самый черный черный »материал на сегодняшний день». Получено 2019-12-04.

внешние ссылки