Propriedades ópticas dos nanotubos de carbono - Optical properties of carbon nanotubes

Uma amostra de nanotubos de carbono de paredes múltiplas com paredes de 3–15, diâmetro interno médio de 4 nm, diâmetro externo médio de 13–16 nm, comprimento de 1-10 + micrômetros.
Parte de uma série de artigos sobre
Nanomateriais
C60-rods.png
Nanotubos de carbono
Fulerenos
Outras nanopartículas
Materiais nanoestruturados

As propriedades ópticas dos nanotubos de carbono são altamente relevantes para a ciência dos materiais . A forma como esses materiais interagem com a radiação eletromagnética é única em muitos aspectos, como evidenciado por sua absorção peculiar , fotoluminescência ( fluorescência ) e espectros Raman .

Os nanotubos de carbono são materiais "unidimensionais" únicos, cujas fibras ocas (tubos) têm uma estrutura atômica e eletrônica única e altamente ordenada, e podem ser feitos em uma ampla gama de dimensões. O diâmetro normalmente varia de 0,4 a 40 nm (ou seja, uma faixa de ~ 100 vezes). No entanto, o comprimento pode chegar a 55,5 cm (21,9 pol.), Implicando em uma relação comprimento-diâmetro de até 132.000.000: 1; que é inigualável por qualquer outro material. Consequentemente, todas as propriedades eletrônicas, ópticas, eletroquímicas e mecânicas dos nanotubos de carbono são extremamente anisotrópicas (direcionalmente dependentes) e ajustáveis.

As aplicações dos nanotubos de carbono em óptica e fotônica ainda estão menos desenvolvidas do que em outros campos. Algumas propriedades que podem levar ao uso prático incluem capacidade de ajuste e seletividade de comprimento de onda. As aplicações potenciais que foram demonstradas incluem diodos emissores de luz ( LEDs ), bolômetros e memória optoeletrônica .

Além das aplicações diretas, as propriedades ópticas dos nanotubos de carbono podem ser muito úteis na sua fabricação e aplicação em outros campos. Métodos espectroscópicos oferecem a possibilidade de caracterização rápida e não destrutiva de quantidades relativamente grandes de nanotubos de carbono, produzindo medições detalhadas de conteúdo de carbono não tubular, tipo de tubo e quiralidade, defeitos estruturais e muitas outras propriedades que são relevantes para essas outras aplicações.

Estrutura geométrica

Artigo principal: Nanotubo de carbono § Estrutura

Ângulo quiral

Os nanotubos de carbono de parede única (SWCNT) podem ser visualizados como uma tira de uma molécula de grafeno (uma única folha de grafite ) enrolada e unida em um cilindro sem costura. A estrutura do nanotubo pode ser caracterizada pela largura desta tira hipotética (isto é, a circunferência c ou diâmetro d do tubo) e o ângulo α da tira em relação aos principais eixos de simetria da rede hexagonal de grafeno. Esse ângulo, que pode variar de 0 a 30 graus, é denominado "ângulo quiral" do tubo.

A notação ( n , m )

Uma representação "fatiada e desenrolada" de um nanotubo de carbono como uma tira de uma molécula de grafeno, sobreposta em um diagrama da molécula inteira (fundo esmaecido). O vetor w (grande seta azul) conecta as posições correspondentes nas duas bordas da faixa. Como w = 3 u + 1 v , diz-se que o tubo é do tipo (3,1).

Alternativamente, a estrutura pode ser descrita por dois índices inteiros ( n , m ) que descrevem a largura e a direção daquela tira hipotética como coordenadas em um referencial fundamental da rede de grafeno. Se os átomos de cerca de qualquer de 6 membros de anel do grafeno estão numerados sequencialmente de 1 a 6, os dois vectores de u e de v de quadro que são os deslocamentos a partir de átomo de 1 a 3 átomos e 5, respectivamente. Esses dois vetores têm o mesmo comprimento e suas direções estão separadas por 60 graus. O vetor w = n u + m v é então interpretado como a circunferência do tubo desenrolado na rede de grafeno; relaciona cada ponto A1 em uma borda da tira ao ponto A2 na outra borda que será identificada com ele quando a tira for enrolada. O ângulo quiral α é então o ângulo entre u e w .

Os pares ( n , m ) que descrevem estruturas de tubo distintas são aqueles com 0 ≤ m ≤ n e n > 0. Todas as propriedades geométricas do tubo , como diâmetro, ângulo quiral e simetrias, podem ser calculadas a partir desses índices.

O tipo também determina a estrutura eletrônica do tubo. Especificamente, o tubo se comporta como um metal se | m - n | é um múltiplo de 3 e, de outra forma , como um semicondutor .

Tubos em ziguezague e poltrona

Os tubos do tipo ( n , m ) com n = m (ângulo quiral = 30 °) são chamados de "poltrona" e aqueles com m = 0 (ângulo quiral = 0 °) "ziguezague". Esses tubos têm simetria de espelho e podem ser vistos como pilhas de caminhos fechados simples (caminhos em "ziguezague" e "poltrona", respectivamente).

Nanotubo de poltrona
Nanotubo em ziguezague

Estrutura eletronica

As propriedades ópticas dos nanotubos de carbono são amplamente determinadas por sua estrutura eletrônica única. O enrolamento da rede de grafeno afeta essa estrutura de maneiras que dependem fortemente do tipo de estrutura geométrica ( n , m ).

Singularidades de Van Hove

SSPN41.PNG
Um material 3D em massa (azul) tem DOS contínuo, mas um fio 1D (verde) tem singularidades de Van Hove.

Uma característica dos cristais unidimensionais é que sua distribuição de densidade de estados (DOS) não é uma função contínua da energia, mas desce gradualmente e aumenta em um pico descontínuo. Esses picos agudos são chamados de singularidades de Van Hove . Em contraste, os materiais tridimensionais têm DOS contínuo.

As singularidades de Van Hove resultam nas seguintes propriedades ópticas notáveis ​​de nanotubos de carbono:

  • As transições ópticas ocorrem entre v 1  -  c 1 , v 2  -  c 2 , etc., estados de nanotubos semicondutores ou metálicos e são tradicionalmente rotulados como S 11 , S 22 , M 11 , etc., ou, se a "condutividade" do tubo é desconhecido ou sem importância, como E 11 , E 22 , etc. As transições cruzadas c 1  -  v 2 , c 2  -  v 1 , etc., são proibidas por dipolo e, portanto, são extremamente fracas, mas possivelmente foram observadas usando geometria óptica com polarização cruzada.
  • As energias entre as singularidades de Van Hove dependem da estrutura do nanotubo. Assim, ao variar essa estrutura, pode-se ajustar as propriedades optoeletrônicas do nanotubo de carbono. Esse ajuste fino foi demonstrado experimentalmente usando iluminação UV de CNTs dispersos com polímero.
  • As transições ópticas são bastante nítidas (~ 10 meV) e fortes. Consequentemente, é relativamente fácil excitar seletivamente nanotubos com certos índices ( n ,  m ), bem como detectar sinais ópticos de nanotubos individuais.

Enredo Kataura

Neste gráfico Kataura, a energia de uma transição eletrônica diminui à medida que o diâmetro do nanotubo aumenta.

A estrutura de banda dos nanotubos de carbono com certos índices ( n ,  m ) pode ser facilmente calculada. Um gráfico teórico baseado nesses cálculos foi elaborado em 1999 por Hiromichi Kataura para racionalizar os resultados experimentais. Um gráfico de Kataura relaciona o diâmetro do nanotubo e suas energias de bandgap para todos os nanotubos em uma faixa de diâmetro. A forma oscilante de cada ramo do gráfico Kataura reflete a forte dependência intrínseca das propriedades SWNT no índice ( n ,  m ) em vez de em seu diâmetro. Por exemplo, (10, 1) e (8, 3) tubos têm quase o mesmo diâmetro, mas propriedades muito diferentes: o primeiro é um metal, mas o último é um semicondutor.

Propriedades ópticas

Absorção ótica

Espectro de absorção óptica de nanotubos de carbono de parede única dispersos

A absorção óptica em nanotubos de carbono difere da absorção em materiais 3D convencionais pela presença de picos agudos (nanotubos 1D) em vez de um limite de absorção seguido por um aumento de absorção (a maioria dos sólidos 3D). A absorção em nanotubos se origina de transições eletrônicas dos níveis v 2 para c 2 (energia E 22 ) ou v 1 para c 1 ( E 11 ), etc. As transições são relativamente nítidas e podem ser usadas para identificar tipos de nanotubos. Observe que a nitidez se deteriora com o aumento da energia e que muitos nanotubos têm energias E 22 ou E 11 muito semelhantes e , portanto, ocorre uma sobreposição significativa nos espectros de absorção. Esta sobreposição é evitada em medições de mapeamento de fotoluminescência (veja abaixo), que em vez de uma combinação de transições sobrepostas identifica pares individuais ( E 22 ,  E 11 ).

Interações entre nanotubos, como agrupamento, ampliam as linhas ópticas. Embora o agrupamento afete fortemente a fotoluminescência, ele tem um efeito muito mais fraco na absorção óptica e no espalhamento Raman. Consequentemente, a preparação da amostra para as duas últimas técnicas é relativamente simples.

A absorção óptica é rotineiramente usada para quantificar a qualidade dos pós de nanotubos de carbono.

O espectro é analisado em termos de intensidades de picos relacionados a nanotubos, fundo e pico de carbono pi; os dois últimos se originam principalmente de carbono não nanotubo em amostras contaminadas. No entanto, foi recentemente demonstrado que, ao agregar nanotubos semicondutores quirais quase únicos em feixes de Van der Waals compactados, o fundo de absorção pode ser atribuído à transição de portadora livre originada da transferência de carga intertubos.

Nanotubos de carbono como um corpo negro

Um corpo negro ideal deve ter emissividade ou absorbância de 1,0, o que é difícil de obter na prática, especialmente em uma ampla faixa espectral . As "florestas" alinhadas verticalmente de nanotubos de carbono de parede única podem ter absorbâncias de 0,98–0,99 do ultravioleta distante (200 nm) ao infravermelho distante (200 μm) comprimentos de onda.

Essas florestas SWNT (papel bucky ) foram cultivadas pelo método de supercrescimento CVD até cerca de 10 μm de altura. Dois fatores podem contribuir para a forte absorção de luz por essas estruturas: (i) uma distribuição de quiralidades de CNT resultou em vários bandgaps para CNTs individuais. Assim, um material composto foi formado com absorção de banda larga. (ii) A luz pode ficar presa nessas florestas devido a reflexos múltiplos.

Medidas de refletância
UV para infravermelho próximo IR quase a médio IR de meio a extremo
Comprimento de onda, μm 0,2-2 2–20 25–200
Ângulo de incidente, ° 8 5 10
Reflexão Hemisférico-direcional Hemisférico-direcional Especular
Referência Padrão de refletância branca Espelho de ouro Espelho de alumínio
Refletância média 0,0160 0,0097 0,0017
Desvio padrão 0,0048 0,0041 0,0027

Luminescência

Mapa de fotoluminescência de nanotubos de carbono de parede única. Índices ( n ,  m ) identificam certos nanotubos semicondutores. Observe que as medições de PL não detectam nanotubos com n = m ou m = 0.

Fotoluminescência (fluorescência)

Nanotubos de carbono semicondutores de parede única emitem luz infravermelha próxima à fotoexcitação, descrita de forma intercambiável como fluorescência ou fotoluminescência (PL). A excitação de PL geralmente ocorre da seguinte forma: um elétron em um nanotubo absorve a luz de excitação por meio da transição S 22 , criando um par elétron-buraco ( exciton ). Tanto o elétron quanto o buraco relaxam rapidamente (por meio de processos auxiliados pelo fônon ) dos estados c 2 para c 1 e de v 2 a v 1 , respectivamente. Em seguida, eles se recombinam por meio de uma transição c 1  -  v 1, resultando em emissão de luz.

Nenhuma luminescência excitônica pode ser produzida em tubos metálicos. Seus elétrons podem ser excitados, resultando em absorção óptica, mas os buracos são imediatamente preenchidos por outros elétrons dentre os muitos disponíveis no metal. Portanto, nenhum excitons é produzido.

Propriedades salientes

  • A fotoluminescência de SWNT, bem como a absorção óptica e espalhamento Raman, é linearmente polarizada ao longo do eixo do tubo. Isso permite o monitoramento da orientação dos SWNTs sem observação microscópica direta.
  • A LP é rápida: o relaxamento geralmente ocorre em 100 picossegundos .
  • A eficiência de PL foi inicialmente considerada baixa (~ 0,01%), mas estudos posteriores mediram rendimentos quânticos muito maiores. Ao melhorar a qualidade estrutural e o isolamento dos nanotubos, a eficiência de emissão aumentou. Um rendimento quântico de 1% foi relatado em nanotubos classificados por diâmetro e comprimento por meio de centrifugação em gradiente, e foi aumentado para 20% otimizando o procedimento de isolamento de nanotubos individuais em solução.
  • A faixa espectral de PL é bastante ampla. O comprimento de onda de emissão pode variar entre 0,8 e 2,1 micrômetros, dependendo da estrutura do nanotubo.
  • Excitons são aparentemente deslocalizados em vários nanotubos em feixes quirais únicos, pois o espectro de fotoluminescência exibe uma divisão consistente com o tunelamento de excitons intertubos.
  • A interação entre nanotubos ou entre um nanotubo e outro material pode extinguir ou aumentar o PL. Nenhum PL é observado em nanotubos de carbono de paredes múltiplas. PL de nanotubos de carbono de parede dupla depende fortemente do método de preparação: DWCNTs crescidos em CVD mostram emissão tanto de camadas internas quanto externas. No entanto, DWCNTs produzidos pelo encapsulamento de fulerenos em SWNTs e recozimento mostram PL apenas das camadas externas. SWNTs isolados no substrato mostram PL extremamente fraco, o que foi detectado em poucos estudos apenas. O desprendimento dos tubos do substrato aumenta drasticamente o PL.
  • A posição dos picos ( S 22 ,  S 11 ) PL depende ligeiramente (dentro de 2%) do ambiente do nanotubo (ar, dispersante, etc.). No entanto, a mudança depende do índice ( n ,  m ) e, portanto, todo o mapa PL não só muda, mas também deforma ao mudar o meio CNT.

Espalhamento de Raman

Artigo principal: espectroscopia Raman
Espectro Raman de nanotubos de carbono de parede única

A espectroscopia Raman tem boa resolução espacial (~ 0,5 micrômetros) e sensibilidade (nanotubos únicos); requer apenas uma preparação mínima da amostra e é bastante informativo. Consequentemente, a espectroscopia Raman é provavelmente a técnica mais popular de caracterização de nanotubos de carbono. O espalhamento Raman em SWNTs é ressonante, ou seja, apenas os tubos que têm um dos bandgaps igual à energia excitante do laser são sondados. Vários modos de espalhamento dominam o espectro SWNT, conforme discutido abaixo.

Semelhante ao mapeamento de fotoluminescência, a energia da luz de excitação pode ser digitalizada em medições Raman, produzindo mapas Raman. Esses mapas também contêm recursos em forma oval que identificam índices ( n ,  m ) de maneira exclusiva . Ao contrário do PL, o mapeamento Raman detecta não apenas tubos semicondutores, mas também metálicos, e é menos sensível ao agrupamento de nanotubos do que o PL. No entanto, a exigência de um laser sintonizável e um espectrômetro dedicado é um forte impedimento técnico.

Modo de respiração radial

O modo de respiração radial (RBM) corresponde à expansão-contração radial do nanotubo. Portanto, sua frequência ν RBM (em cm −1 ) depende do diâmetro do nanotubo d as, ν RBM = A / d + B (onde A e B são constantes dependentes do ambiente em que o nanotubo está presente. Por exemplo, B = 0 para nanotubos individuais.) (Em nanômetros) e pode ser estimado como ν RBM = 234 / d + 10 para SWNT ou ν RBM = 248 / d para DWNT, o que é muito útil na dedução do diâmetro CNT da posição RBM. O intervalo típico de RBM é 100–350 cm −1 . Se a intensidade RBM for particularmente forte, seu segundo sobretom fraco pode ser observado na frequência dupla.

Modo de empacotamento

O modo de empacotamento é uma forma especial de RBM supostamente originada da vibração coletiva em um feixe de SWNTs.

Modo G

Outro modo muito importante é o modo G (G do grafite). Este modo corresponde a vibrações planas de átomos de carbono e está presente na maioria dos materiais semelhantes ao grafite. A banda G em SWNT é deslocada para frequências mais baixas em relação ao grafite (1580 cm −1 ) e é dividida em vários picos. O padrão de divisão e a intensidade dependem da estrutura do tubo e da energia de excitação; eles podem ser usados, embora com uma precisão muito menor em comparação com o modo RBM, para estimar o diâmetro do tubo e se o tubo é metálico ou semicondutor.

Modo D

O modo D está presente em todos os carbonos semelhantes ao grafite e se origina de defeitos estruturais. Portanto, a razão dos modos G / D é convencionalmente usada para quantificar a qualidade estrutural dos nanotubos de carbono. Nanotubos de alta qualidade têm essa proporção significativamente maior do que 100. Em uma funcionalização mais baixa do nanotubo, a proporção G / D permanece quase inalterada. Esta relação dá uma ideia da funcionalização de um nanotubo.

Modo G '

O nome deste modo é enganador: é dado porque no grafite, este modo é geralmente o segundo mais forte depois do modo G. No entanto, é na verdade o segundo som harmônico do modo D induzido por defeito (e, portanto, deve ser logicamente denominado D '). Sua intensidade é mais forte do que a do modo D devido a diferentes regras de seleção . Em particular, o modo D é proibido no nanotubo ideal e requer um defeito estrutural, fornecendo um fônon de certo momento angular, para ser induzido. Em contraste, o modo G 'envolve um par de fônons "auto-aniquilador" e, portanto, não requer defeitos. A posição espectral do modo G 'depende do diâmetro, portanto, pode ser usado aproximadamente para estimar o diâmetro SWNT. Em particular, o modo G 'é um dupleto em nanotubos de carbono de parede dupla, mas o dupleto muitas vezes não é resolvido devido ao alargamento da linha.

Outros sobretons, como uma combinação do modo RBM + G em ~ 1750 cm −1 , são freqüentemente vistos nos espectros Raman do CNT. No entanto, eles são menos importantes e não são considerados aqui.

Dispersão anti-Stokes

Todos os modos Raman acima podem ser observados como espalhamento Stokes e anti-Stokes . Como mencionado acima, o espalhamento Raman dos CNTs é ressonante por natureza, ou seja, apenas os tubos cuja energia de gap é semelhante à energia do laser são excitados. A diferença entre essas duas energias e, portanto, o gap de banda de tubos individuais, pode ser estimada a partir da razão de intensidade das linhas de Stokes / anti-Stokes. Esta estimativa, no entanto, depende do fator de temperatura (fator de Boltzmann ), que muitas vezes é mal calculado - um feixe de laser focalizado é usado na medição, que pode aquecer localmente os nanotubos sem alterar a temperatura geral da amostra estudada.

dispersão de Rayleigh

Os nanotubos de carbono têm uma relação de aspecto muito grande , ou seja, seu comprimento é muito maior do que seu diâmetro. Consequentemente, como esperado da teoria eletromagnética clássica , o espalhamento elástico de luz (ou espalhamento de Rayleigh ) por CNTs retos tem dependência angular anisotrópica e, a partir de seu espectro, as lacunas de banda de nanotubos individuais podem ser deduzidas.

Outra manifestação do espalhamento de Rayleigh é o "efeito antena", uma série de nanotubos em um substrato tem distribuições angulares e espectrais específicas da luz refletida, e ambas as distribuições dependem do comprimento do nanotubo.

Formulários

Diodos emissores de luz ( LEDs ) e fotodetectores baseados em um único nanotubo foram produzidos no laboratório. Sua característica única não é a eficiência, ainda relativamente baixa, mas a estreita seletividade no comprimento de onda de emissão e detecção da luz e a possibilidade de seu ajuste fino através da estrutura do nanotubo. Além disso, dispositivos de bolômetro e memória optoeletrônica foram realizados em conjuntos de nanotubos de carbono de parede única.

  • A fotoluminescência é usada para fins de caracterização para medir as quantidades de espécies de nanotubos semicondutores em uma amostra. Os nanotubos são isolados (dispersos) usando um agente químico apropriado ("dispersante") para reduzir a têmpera intertubos. Em seguida, o PL é medido, varrendo as energias de excitação e emissão e, assim, produzindo um mapa de PL. As ovais no mapa definem ( S 22 ,  S 11 ) pares, que identificam ( n ,  m ) o índice exclusivo de um tubo. Os dados de Weisman e Bachilo são convencionalmente usados ​​para a identificação.
  • A fluorescência de nanotubos foi investigada para fins de imagem e detecção em aplicações biomédicas.

Sensibilização

As propriedades ópticas, incluindo a eficiência PL, podem ser modificadas encapsulando corantes orgânicos ( caroteno , licopeno , etc.) dentro dos tubos. A transferência de energia eficiente ocorre entre o corante encapsulado e o nanotubo - a luz é eficientemente absorvida pelo corante e sem perda significativa é transferida para o SWNT. Assim, potencialmente, as propriedades ópticas de um nanotubo de carbono podem ser controladas encapsulando certas moléculas dentro dele. Além disso, o encapsulamento permite o isolamento e a caracterização de moléculas orgânicas que são instáveis ​​em condições ambientais. Por exemplo, os espectros Raman são extremamente difíceis de medir a partir de corantes devido ao seu forte PL (eficiência próxima a 100%). No entanto, o encapsulamento de moléculas de corante dentro de SWNTs extingue completamente o corante PL, permitindo assim a medição e análise de seus espectros Raman.

Catodoluminescência

Catodoluminescência (CL) - emissão de luz excitada por feixe de elétrons - é um processo comumente observado em telas de TV. Um feixe de elétrons pode ser focado com precisão e varrido através do material estudado. Esta técnica é amplamente utilizada para estudar defeitos em semicondutores e nanoestruturas com resolução espacial em escala nanométrica. Seria benéfico aplicar essa técnica aos nanotubos de carbono. No entanto, nenhum CL confiável, ou seja, picos agudos atribuíveis a certos índices ( n ,  m ), foi detectado a partir de nanotubos de carbono ainda.

Eletroluminescência

Se os contatos elétricos apropriados forem fixados a um nanotubo, pares elétron-buraco (excitons) podem ser gerados pela injeção de elétrons e buracos dos contatos. A recombinação de exciton subsequente resulta em eletroluminescência (EL). Dispositivos eletroluminescentes foram produzidos a partir de nanotubos únicos e seus conjuntos macroscópicos. A recombinação parece prosseguir via aniquilação tripleto-tripleto dando picos distintos correspondentes às transições E 11 e E 22 .

Nanotubos de carbono de paredes múltiplas

Os nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWNT) podem consistir em vários tubos de parede única aninhados ou em uma única tira de grafeno enrolada várias vezes, como um pergaminho . Eles são difíceis de estudar porque suas propriedades são determinadas por contribuições e interações de todas as cascas individuais, que têm estruturas diferentes. Além disso, os métodos utilizados para sintetizá-los são pouco seletivos e resultam em maior incidência de defeitos.

Veja também

Referências

  1. ^ Xueshen Wang; et al. (2009). "Fabricação de nanotubos de carbono de parede única ultralongos e eletricamente uniformes em substratos limpos". Nano Letters . 9 (9): 3137–41. Bibcode : 2009NanoL ... 9.3137W . doi : 10.1021 / nl901260b . PMID  19650638 .
  2. ^ R. Zhang; et al. (2013). "Crescimento de nanotubos de carbono de meio metro com base na distribuição de Schulz-Flory". ACS Nano . 7 (7): 6156–61. doi : 10.1021 / nn401995z . PMID  23806050 .
  3. ^ a b c J. A. Misewich; et al. (2003). "Emissão óptica eletricamente induzida de um nanotubo de carbono FET". Ciência . 300 (5620): 783–786. Bibcode : 2003Sci ... 300..783M . doi : 10.1126 / science.1081294 . PMID 12730598 . S2CID 36336745 .   
  4. ^ a b M. E. Itkis; et al. (2006). "Fotorresposta infravermelha bolométrica de filmes nanotubos de carbono de parede única suspensos" . Ciência . 312 (5772): 413–416. Bibcode : 2006Sci ... 312..413I . doi : 10.1126 / science.1125695 . PMID 16627739 .  
  5. ^ a b A. Estrela; et al. (2004). "Dispositivos de memória optoeletrônica de nanotubos". Nano Letters . 4 (9): 1587–1591. Bibcode : 2004NanoL ... 4.1587S . doi : 10.1021 / nl049337f .
  6. ^ a b S. B. Sinnott & R. Andreys (2001). "Nanotubos de carbono: síntese, propriedades e aplicações". Revisões Críticas em Ciências do Estado Sólido e dos Materiais . 26 (3): 145–249. Bibcode : 2001CRSSM..26..145S . doi : 10.1080 / 20014091104189 . S2CID 95444574 .  
  7. ^ MS Dresselhaus ; et al. (1995). "Physics of Carbon Nanotubes". Carbono . 33 (7): 883–891. doi : 10.1016 / 0008-6223 (95) 00017-8 .
  8. ^ a b c d P. C. Eklund; et al. (1995). "Modos vibracionais de nanotubos de carbono; espectroscopia e teoria". Carbono . 33 (7): 959–972. doi : 10.1016 / 0008-6223 (95) 00035-C .
  9. ^ Y. Miyauchi; et al. (2006). "Absorção óptica de polarização cruzada de nanotubos de parede única sondados por espectroscopia de excitação de fotoluminescência polarizada". Physical Review B . 74 (20): 205440. arXiv : cond-mat / 0608073 . Bibcode : 2006PhRvB..74t5440M . doi : 10.1103 / PhysRevB.74.205440 . S2CID 16144784 .  
  10. ^ K. Iakoubovskii; et al. (2006). "Centros de luminescência Midgap em nanotubos de carbono de parede única criados por iluminação ultravioleta" (PDF) . Letras de Física Aplicada . 89 (17): 173108. bibcode : 2006ApPhL..89q3108I . doi : 10.1063 / 1.2364157 .
  11. ^ S. Maruyama. "Site de Fulereno e Nanotubo de Carbono de Shigeo Maruyama" . Arquivado do original em 20/12/2012 . Página visitada em 2008-12-08 .
  12. ^ a b H. Kataura; et al. (1999). "Propriedades ópticas de nanotubos de carbono de parede única" (PDF) . Metais Sintéticos . 103 (1–3): 2555–2558. doi : 10.1016 / S0379-6779 (98) 00278-1 .
  13. ^ a b c K. Iakoubovskii; et al. (2006). "IR-Extended Photoluminescence Mapping of Single-Wall and Double-Wall Carbon Nanotubes" (PDF) . Journal of Physical Chemistry B . 110 (35): 17420–17424. doi : 10.1021 / jp062653t . PMID 16942079 .  
  14. ^ a b c d K. Iakoubovskii; et al. (2008). "Caracterização óptica de nanotubos de carbono de parede dupla: evidências para blindagem de tubo interno" (PDF) . Journal of Physical Chemistry C . 112 (30): 11194–11198. doi : 10.1021 / jp8018414 .
  15. ^ ME Itkis; et al. (2005). "Comparação de técnicas analíticas para avaliação de pureza de nanotubos de carbono de parede única". Journal of the American Chemical Society . 127 (10): 3439–48. doi : 10.1021 / ja043061w . PMID 15755163 .  
  16. ^ a b Jared J. Crochet; et al. (2011). "Interações intertubulares eletrodinâmicas e excitônicas em agregados de nanotubos de carbono semicondutores". ACS Nano . 5 (4): 2611–2618. doi : 10.1021 / nn200427r . PMID 21391554 .  
  17. ^ Zu-Po Yang; et al. (2008). "Observação experimental de um material extremamente escuro feito por um arranjo de nanotubos de baixa densidade". Nano Letters . 8 (2): 446–451. Bibcode : 2008NanoL ... 8..446Y . doi : 10.1021 / nl072369t . PMID 18181658 .  
  18. ^ K. Mizuno; et al. (2009). "Um absorvedor de corpo negro de nanotubos de carbono de parede única alinhados verticalmente" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 106 (15): 6044–6077. Bibcode : 2009PNAS..106.6044M . doi : 10.1073 / pnas.0900155106 . PMC  2669394 . PMID  19339498 .
  19. ^ K. Hata; et al. (2004). "Water-Assisted Highly Efficient Synthesis of Impurity-Free Single-Walled Carbon Nanotubes" (PDF) . Ciência . 306 (5700): 1362–1364. Bibcode : 2004Sci ... 306.1362H . doi : 10.1126 / science.1104962 . PMID 15550668 . S2CID 34377168 .   
  20. ^ L. Mizuno; et al. (2009). "Informações de Apoio" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 106 (15): 6044–7. Bibcode : 2009PNAS..106.6044M . doi : 10.1073 / pnas.0900155106 . PMC  2669394 . PMID  19339498 .
  21. ^ a b F. Wang; et al. (2004). "Fluorescência resolvida pelo tempo de nanotubos de carbono e sua implicação para tempos de vida radiativos". Cartas de revisão física . 92 (17): 177401. bibcode : 2004PhRvL..92q7401W . doi : 10.1103 / PhysRevLett.92.177401 . PMID 15169189 .  
  22. ^ Jared Crochet; et al. (2007). "Quantum Yield Heterogeneities of Aqueous Single-Wall Carbon Nanotube Suspensions". Journal of the American Chemical Society . 129 (26): 8058–805. doi : 10.1021 / ja071553d . PMID 17552526 .  
  23. ^ SY Ju; et al. (2009). "Nanotubos de carbono de parede única brilhantemente fluorescentes por meio de uma organização de surfactante com exclusão de oxigênio". Ciência . 323 (5919): 1319–1323. Bibcode : 2009Sci ... 323.1319J . doi : 10.1126 / science.1166265 . PMID 19265015 . S2CID 25110300 .   
  24. ^ BC Satishkumar; et al. (2007). "Extinção de fluorescência reversível em nanotubos de carbono para detecção biomolecular". Nature Nanotechnology . 2 (9): 560–564. Bibcode : 2007NatNa ... 2..560S . doi : 10.1038 / nnano.2007.261 . PMID 18654368 .  
  25. ^ T. Okazaki; et al. (2006). "Fotoluminescência Quenching in Peapod-Derived Double-Walled Carbon Nanotubes" (PDF) . Physical Review B . 74 (15): 153404. bibcode : 2006PhRvB..74o3404O . doi : 10.1103 / PhysRevB.74.153404 .
  26. ^ N. Ishigami; et al. (2008). "Crescimento dependente do plano cristalino de nanotubos de carbono de parede única alinhados em safira" . Journal of the American Chemical Society . 130 (30): 9918–9924. doi : 10.1021 / ja8024752 . PMID 18597459 .  
  27. ^ a b c d C. Fantini; et al. (2004). "Energias de transição óptica para nanotubos de carbono da espectroscopia Raman ressonante: efeitos ambientais e de temperatura". Cartas de revisão física . 93 (14): 147406. bibcode : 2004PhRvL..93n7406F . doi : 10.1103 / PhysRevLett.93.147406 . PMID 15524844 .  
  28. ^ a b c A. G. Souza Filho; et al. (2004). "Espectros Raman de Stokes e Anti-Stokes de Nanotubos de Carbono Isolados de Pequeno Diâmetro". Physical Review B . 69 (11): 115428. bibcode : 2004PhRvB..69k5428S . doi : 10.1103 / PhysRevB.69.115428 .
  29. ^ H. Kataura; et al. (2000). "Bundle Effects of Single-Wall Carbon Nanotubes" (PDF) . AIP Conference Proceedings . 544 . p. 262.
  30. ^ MY Sfeir; et al. (2004). "Probing Electronic Transitions in Individual Carbon Nanotubes by Rayleigh Scattering". Ciência . 306 (5701): 1540–1543. Bibcode : 2004Sci ... 306.1540S . doi : 10.1126 / science.1103294 . PMID 15514117 . S2CID 7515760 .   
  31. ^ Y. Wu; et al. (2007). "Acoplamento Variável Eletron-Fonon em Nanotubos de Carbono Metálico Isolado Observado por Espalhamento Raman". Cartas de revisão física . 99 (2): 027402. arXiv : 0705.3986 . Bibcode : 2007PhRvL..99b7402W . doi : 10.1103 / PhysRevLett.99.027402 . PMID 17678258 . S2CID 15090006 .   
  32. ^ Y. Wang; et al. (2004). "Recepção e transmissão de ondas de rádio semelhantes à luz: efeito antena em arranjos de nanotubos de carbono alinhados". Letras de Física Aplicada . 85 (13): 2607–2609. Bibcode : 2004ApPhL..85.2607W . doi : 10.1063 / 1.1797559 .
  33. ^ a b J. Chen; et al. (2005). "Bright Infrared Emission from Electrically Induced Excitons in Carbon Nanotubes". Ciência . 310 (5751): 1171–1174. Bibcode : 2005Sci ... 310.1171C . doi : 10.1126 / science.1119177 . PMID 16293757 . S2CID 21960183 .   
  34. ^ M. Freitag; et al. (2003). "Fotocondutividade de Nanotubos de Carbono Único". Nano Letters . 3 (8): 1067–1071. Bibcode : 2003NanoL ... 3.1067F . doi : 10.1021 / nl034313e .
  35. ^ RB Weisman & SM Bachilo (2003). "Dependência de energias de transição óptica na estrutura de nanotubos de carbono de parede única em suspensão aquosa: um enredo Kataura empírico". Nano Letters . 3 (9): 1235–1238. Bibcode : 2003NanoL ... 3.1235W . doi : 10.1021 / nl034428i .
  36. ^ Paul Cherukuri; Sergei M. Bachilo; Silvio H. Litovsky e R. Bruce Weisman (2004). "Microscopia de fluorescência de infravermelho próximo de nanotubos de carbono de parede única em células fagocíticas". Journal of the American Chemical Society . 126 (48): 15638–15639. doi : 10.1021 / ja0466311 . PMID 15571374 .  
  37. ^ Kevin Welsher; Sarah P. Sherlock e Hongjie Dai (2011). "Imagem anatômica do tecido profundo de camundongos usando fluoróforos de nanotubos de carbono na segunda janela do infravermelho próximo" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 108 (22): 8943–8948. arXiv : 1105.3536 . Bibcode : 2011PNAS..108.8943W . doi : 10.1073 / pnas.1014501108 . PMC 3107273 . PMID 21576494 .   
  38. ^ Paul W. Barone; Seunghyun Baik; Daniel A. Heller e Michael S. Strano (2005). "Sensores ópticos de infravermelho próximo baseados em nanotubos de carbono de parede única" . Materiais da natureza . 4 (1): 86–92. Bibcode : 2005NatMa ... 4 ... 86B . doi : 10.1038 / nmat1276 . PMID 15592477 . S2CID 43558342 .   
  39. ^ K. Yanagi; et al. (2006). "Função de coleta de luz de β-caroteno dentro dos nanotubos de carbono" (PDF) . Physical Review B . 74 (15): 155420. bibcode : 2006PhRvB..74o5420Y . doi : 10.1103 / PhysRevB.74.155420 .
  40. ^ K. Yanagi; et al. (2007). "Função fotossensível de corante encapsulado em nanotubos de carbono" (PDF) . Journal of the American Chemical Society . 129 (16): 4992–4997. doi : 10.1021 / ja067351j . PMID 17402730 .  
  41. ^ Y. Saito; et al. (2006). "Vibrational Analysis of Organic Molecules Encapsulated in Carbon Nanotubes by Tip-Enhanced Raman Spectroscopy". Jornal Japonês de Física Aplicada . 45 (12): 9286–9289. Bibcode : 2006JaJAP..45.9286S . doi : 10.1143 / JJAP.45.9286 .
  42. ^ SJ Pennycook; et al. (1980). "Observação da catodoluminescência em luxações únicas por STEM". Philosophical Revista A . 41 (4): 589–600. Bibcode : 1980PMagA..41..589P . doi : 10.1080 / 01418618008239335 .
  43. ^ M. Freitag; et al. (2004). "Hot Carrier Electroluminescence from a Single Carbon Nanotube". Nano Letters . 4 (6): 1063–1066. Bibcode : 2004NanoL ... 4.1063F . doi : 10.1021 / nl049607u .
  44. ^ a b D. Janas; et al. (2013). "Eletroluminescência de filmes de nanotubos de carbono resistivamente aquecidos no ar". Letras de Física Aplicada . 102 (18): 181104. bibcode : 2013ApPhL.102r1104J . doi : 10.1063 / 1.4804296 .
  45. ^ D. Janas; et al. (2014). "Evidência direta de eletroluminescência atrasada de nanotubos de carbono na macroescala". Letras de Física Aplicada . 104 (26): 261107. bibcode : 2014ApPhL.104z1107J . doi : 10.1063 / 1.4886800 .
  46. ^ Jennifer Chu (12 de setembro de 2019). "Os engenheiros do MIT desenvolvem o material" preto mais escuro "até hoje" . Página visitada em 04/12/2019 .

links externos