Optical spectroscopy of molecular carbon structures  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49338
Type K
Principal investigator Kamarás, Katalin
Title in Hungarian Molekuláris szénszerkezetek optikai spektroszkópiája
Title in English Optical spectroscopy of molecular carbon structures
Panel Physics
Department or equivalent Experimental Solid State Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants Borondics, Ferenc
Kováts, Éva
Matus, Péter
Pekker, Sándor
Pergerné Klupp, Gyöngyi
Starting date 2005-01-01
Closing date 2008-12-31
Funding (in million HUF) 17.420
FTE (full time equivalent) 9.08
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Több módszerrel vizsgáltuk az alkáli fulleridsók Jahn-Teller torzulását és kimutattuk, hogy az A4C60 alkáli fulleridekben és a Na2C60 magas hőmérsékletú fázisában a torzulás szimmetriája D3d/D5d, ez folyamatos pszeudorotáció során, dinamikusan valósul meg. Hasonlóan bizonyítottuk be, hogy a Na2C60 szobahőmérsékleten szegregálódik nanoméretű fémes Na3C60 és szigetelő C60 tartományokra. Fullerénekből és kubánból álló rotor-sztator rendszerekben spektroszkópiai módszerekkel kimutattuk a fullerénmolekulák forgását szobahőmérsékleten, és a rezgési spektrumok szimmetria-analíziséből következtettünk a C60-C8H8 polimer szerkezetére. Szén nanocsövekből álló átlátszó, önhordó vékonyrétegek széles sávú optikai spektroszkópiai vizsgálatával meghatároztuk azok optikai állandóit és áteresztési tartományát. Fotovezetés és optikai abszorpció együttes mérése alapján arra következtettünk, hogy a fotoválasz bolometrikus. Mágneses térben orientált nanocsőminták optikai reflexiójában jelentős anizotrópiát találtunk. Az oldalfalon funkcionalizált nanocsövek spektruma alapján megállapítottuk, hogy a kisebb átmérőjű csövek reaktivitása nagyobb. Eredményeinket nemzetközi folyóiratokban publikáltuk, ezek közül legfontosabbak négy Physical Review B, két Journal of Physical Chemistry, egy Science és egy Nature Materials folyóiratcikk, továbbá öt meghívott előadás nemzetközi konferenciákon.
Results in English
We investigated the Jahn-Teller distortion in alkali fulleride salts by several methods and showed that the symmetry of the distortion is D3d/D5d in both the alkali fullerides A4C60 (A=K,Rb,Cs) and in the high-temperature phase of Na2C60, and it is realized during continous pseudorotation in a dynamic way. Likewise, we proved that Na2C60 is segregated at room temperature into nanometer size regions of metallic Na3C60 and insulating C60. In rotor-stator systems of fullerenes and cubane, we found spectroscopic proof of the rotation of the fullerene molecules at room temperature, and deducted the structure of the C60-C8H8 polymer from the symmetry analysis of the vibrational spectra. We determined the wide-range optical spectrum of transparent self-supporting nanotube films and calculated the optical constants and transmission windows of several types of nanotubes. From the measurement of photoconductivity and optical absorption on the same nanotube film we concluded that the photoresponse of the tubes is bolometric. We found optical anisotropy in magnetically oriented nanotubes. From the spectra of sidewall-functionalized nanotubes we found the smaller diameter ones to be more reactive. Our results were published in international journals, of which the most important are four papers in Physical Review B, two in Journal of Physical Chemistry, one in Science and one in Nature Materials, in addition to five invited lectures at international conferences.
Full text http://real.mtak.hu/1956/
Decision
Yes





 

List of publications

  
G. Klupp, K. Kamarás, N.M. Nemes, P. Matus, D. Quintavalle, L.F. Kiss, É. Kováts, S. Pekker, A. Jánossy: Nanosegregation in Na2C60, AIP Conference Proceedings 786, 17-20, 2006
K. Kamarás, G. Klupp: Infrared signatures of the dynamic Jahn-Teller effect in fullerene-based materials, AIP Conference Proceedings 850, 1693-1696, 2006
C.A. Kuntscher, S. Frank, K. Kamarás, G. Klupp, É. Kováts, S. Pekker, Gy. Bényei, I. Jalsovszky: Pressure-dependent infrared spectroscopy on the fullerene rotor-stator compound C60-C8H8, Physica Status Solidi B, 243, 2981-2984, 2006
K. Kamarás, A.G. Rinzler, D.B. Tanner, D.A. Walters: Polarization-dependent optical reflectivity in magnetically oriented carbon nanotube networks, Physica Status Solidi B 243, 3126-3129, 2006
K. Kamarás, K. Thirunavukkuarasu, C.A. Kuntscher, M. Dressel, F. Simon, H. Kuzmany, D.A. Walters, D.A. Moss: Far- and mid-infrared anisotropy of magnetically aligned single-wall carbon nanotubes studied with infrared radiation, Infared Physics & Technology 49, 35-38, 2006
É. Kováts, G. Klupp, E. Jakab, Á. Pekker, K. Kamarás, I. Jalsovszky, S. Pekker: Topochemical copolymerization of fullerenes with cubane in the rotor-stator phase, Physica Status Solidi B 243, 2985-2989, 2006
Á. Pekker, F. Borondics, K. Kamarás, A.G. Rinzler, D.B. Tanner: Calculation of optical constants from carbon nanotube transmission spectra, Physica Status Solidi B 243, 3485-3488, 2006
S. Pekker, É. Kováts, G. Oszlányi, Gy. Bényei, G. Klupp, G. Bortel, I. Jalsovszky, E. Jakab, F. Borondics, K. Kamarás, G. Faigel: Rotor-stator phases of fullerenes with cubane derivatives: A novel family of heteromolecular crystals, Physica Status Solidi B 243, 3032-3036, 2006
G. Klupp, K. Kamarás: Fulleride ions in various crystal fields studied by infrared spectroscopy, Journal of Molecular Structure 838, 74-77, 2007
K. Thirunavukkuarasu, C.A. Kuntscher, Gy. Bényei, I. Jalsovszky, G. Klupp, K. Kamarás, É. Kováts, S. Pekker: Infrared spectroscopy on the rotor-stator compounds C60-C8H8 and C70-C8H8 under pressure, Physica Status Solidi B 244, 3857-3860, 2007
C.A. Kuntscher, K. Thirunavukkuarasu, Á. Pekker, K. Kamarás, F. Hennrich, M. Kappes, Y. Iwasa: Pressure-induced phenomena in single-walled carbon nanotubes, Physica Status Solidi B 244, 3982-3985, 2007
D. Quintavalle, F. Simon, A. Jánossy, F. Borondics, K. Kamarás, S. Pekker: The fulleride polymer Mg5C60, Physica Status Solidi B 244, 3853-3856, 2007
K. Thirunavukkuarasu, C.A. Kuntscher, B.J. Nagy, I. Jalsovszky, G. Klupp, K. Kamarás, É. Kováts, S. Pekker: Orientational ordering and intermolecular interactions in the rotor-stator compounds C60-C8H8 and C70-C8H8 under pressure, Journal of Physical Chemistry C 112, 17525-17532, 2008
G. Klupp, P. Matus, D. Quintavalle, L.F. Kiss, É. Kováts, N.M. Nemes, K. Kamarás, S. Pekker, A. Jánossy: Phase segregation on the nanoscale in Na2C60, Physical Review B 74, 195402-1-7, 2006
G. Klupp, K. Kamarás, N.M. Nemes, C.M. Brown, J. Leao: Static and dynamic Jahn-Teller effect in the alkali metal fulleride salts A4C60 (A=K, Rb, Cs), Physical Review B 73, 085415-1-12, 2006
G. Klupp, K. Kamarás: Following Jahn-Teller distortions in fulleride salts by optical spectroscopy, Springer Series in Chemical Physics, megjelenés alatt, 2009
D. Quintavalle, F. Borondics, G. Klupp, A. Baserga, F. Simon, A. Jánossy, K. Kamarás, S. Pekker: Structure and properties of the stable two-dimensional conducting polymer Mg5C60, Physical Review B 77, 155431-1-5, 2008
S. Pekker, É. .Kováts, G. Oszlányi, Gy. Bényei, G. Klupp, G. Bortel, I. Jalsovszky, E. Jakab, F. Borondics, K. Kamarás, M. Bokor, G. Kriza, K. Tompa, G. Faigel: Rotor-stator molecular crystals of fullerenes with cubane, Nature Materials 4, 764-767, 2005
G. Klupp, F. Borondics, É. Kováts, Á. Pekker, G. Bényei, I. Jalsovszky, R. Hackl, S. Pekker, K. Kamarás: Vibrational spectra of C60C8H8 and C70C8H8 in the rotor-stator and polymer phases, Journal of Physical Chemistry B 111, 12375-12382, 2007
K. Kamarás, Á. Pekker, M. Bruckner, F. Borondics, A.G. Rinzler, D.B. Tanner, M.E. Itkis, R.C. Haddon, Y. Tan, D.E. Resasco: Wide-range optical spectra of carbon nanotubes; a comparative study, Physica Status Solidi B 245, 2229-2232, 2008
Á. Pekker, D. Wunderlich, K. Kamarás, A. Hirsch: Diameter selectivity of nanotube sidewall functionalization probed by optical spectroscopy, Physica Status Solidi B 245, 1954-1956, 2008
F. Borondics, K. Kamarás, M. Nikolou, D.B. Tanner, Z.H. Chen, A.G. Rinzler: Charge dynamics in transparent single-walled carbon nanotube films from optical transmission measurements, Physical Review B 74, 045431-1-6, 2006
M.E. Itkis, F. Borondics, A. Yu, R.C. Haddon: Bolometric infrared photoresponse of suspended single-walled carbon nanotube films, Science 312, 413-416, 2006



Back »