Spectroscopic study of low-dimensional materials  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
121320
Type PD
Principal investigator Pekker, Áron
Title in Hungarian Alacsonydimenziós anyagok spektroszkópiai vizsgálata
Title in English Spectroscopic study of low-dimensional materials
Keywords in Hungarian spektroszkópia, szén nanocsövek, bór-nitrid nanocsövek, grafén, átmenetifém kalkogenidek
Keywords in English spectroscopy, carbon nanotubes, boron nitride nanotubes, graphene, transition metal chalcogenides
Discipline
Solid-state Physics (Council of Physical Sciences)80 %
Ortelius classification: Solid state physics
Material Science and Technology (physics) (Council of Physical Sciences)20 %
Ortelius classification: Nanotechnology
Panel Physics
Department or equivalent Experimental Solid State Physics Department (Wigner Research Centre for Physics)
Starting date 2016-11-01
Closing date 2019-12-31
Funding (in million HUF) 15.087
FTE (full time equivalent) 2.10
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
A projekt során kémiailag módosított alacsonydimenziós anyagok optikai tulajdonságait vizsgáltuk. A szén (CNT) és bórnitrid (BNNT) nanocsövek kvázi-egydimenziós anyagok, melyek nanométer átmérőjű belső üreggel rendelkeznek, amiket különféle molekulákkal töltöttünk meg. Az üreg belsejében külső hatásra kémiai reakciót tudtunk létrehozni, így elő tudtunk állítani BNNT-be töltött C60 molekulákból belső szén nanocsövet, illetve CNT-be bevitt nikkeltartalmú molekulákból nanométeres nikkel klasztereket. A mintákat transzmissziós infravörös spektroszkópiával és közeliterű infravörös mikroszkópiával vizsgáltuk, ez utóbbi lehetővé teszi az anyag optikai válaszának tanulmányozását 20 nm-es térbeli felbontással. A célunk ezekkel a kutatásokkal az üregekben végbemenő kémiai reakciók folyamatának jobb megismerése volt. A BNNT-be fluoreszcens molekulákat is töltöttünk. Mivel a BNNT széles tartományban is átlátszó, meg tudtuk figyelni a fotolumineszcencia jel változását, ami a molekula és a nanocső közötti kölcsönhatásra utal. Egy- és kétdimenziós bórnitrid szerkezetek esetén vizsgáltuk a különböző tisztítási mechanizmusok hatását. Kimutattuk, hogy a folyamat során az anyagban hibahelyek keletkeznek, a közeltér mikroszkóp segítségével a hibahelyek számát és eloszlását is meg tudtuk vizsgálni. Az eredmények elősegíthetik egy kímélőbb tisztítási folyamat kidolgozását.
Results in English
The aim of the project was the optical characterization of chemically modified low dimensional materials. Carbon (CNT) and boron nitride (BNNT) nanotubes are quasi onedimensional materials with nanometer sized cavities. We have filled these cavities with small molecules and induced chemical reactions. By heating BNNTs filled with C60 molecules we were able to grow carbon nanotubes inside BNNTs. We have also filled carbon nanotubes with nickel containing molecules and annealed them. This resulted in the formation of nanometer sized nickel clusters inside the nanotubes. The samples were characterized by infrared transmission spectroscopy and nearfield infrared microscopy which made it possible to investigate the samples with 20 nm spatial resolution. The aim of this research was better understanding the mechanism of chemical reactions in confined space. In case of BNNT we also filled the tubes with fluorescent molecules. Since BNNTs are transparent in a wide range, we were able to study the change in the photoluminescence signal of the filled molecules which carries information about their interaction with the host. In case of one and two dimensional boron nitride systems we are also interested in the effect of different cleaning procedures. We have shown that during the process defect sites are formed. By using the nearfield microscope, we could estimate the defect density and locate the defect sites. These results can help us to develop a mild cleaning method.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=121320
Decision
Yes





 

List of publications

 
G. Németh, Á Pekker, D. Datz, H. M. Tóháti, K. Kamarás, K. Otsuka, T. Inoue, S. Maruyama: Nanoscale characterization of individual horizontally aligned single-walled carbon nanotubes, Phys. Status Solidi B, 2017
D. Datz, G. Németh, Hajnalka M. Tóháti, Á Pekker, K. Kamarás: High-Resolution Nanospectroscopy of Boron Nitride Nanotubes, Phys. Status Solidi B, 2017
K. E. Walker, G. A. Rance, Á. Pekker, H. M. Tóháti, M. W. Fay, R. W. Lodge, C. T. Stoppiello, K. Kamarás, A. N. Khlobystov: Growth of Carbon Nanotubes inside Boron Nitride Nanotubes by Coalescence of Fullerenes: Toward the World's Smallest Coaxial Cable, Small Methods, 2017
H. M. Tóháti, Á. Pekker, P. Andričević, L. Forró, B. Náfrádi , M. Kollár, E. Horváth, K. Kamarás: Optical detection of charge dynamics in CH3NH3PbI3/carbon nanotube composites, Nanoscale, 2017
Gergely Nemeth, Daniel Datz, Aron Pekker, Takeshi Saito, Oleg Domanov, Hidetsugu Shiozawa, Sandor Lenk, Bela Pecz, Pal Koppa, Katalin Kamaras: Near-field optical investigation of Ni clusters inside single-walled carbon nanotubes on the nanometer scale, Physica Status Solidi Rapid Research Letters (submitted), 2018
Daniel Datz, Gergely Németh, Áron Pekker, Katalin Kamarás: Nano-spectroscopy of phonon-polariton modes in boron nitride nanostructures, International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials 2018, 2018
Gergely Nemeth, Daniel Datz, Aron Pekker, Takeshi Saito, Oleg Domanov, Hidetsugu Shiozawa, Sandor Lenk, Bela Pecz, Pal Koppa, Katalin Kamaras: Near-field infrared microscopy of nanometer-sized nickel clusters inside single-walled carbon nanotubes, RSC Advances 9 (59), 34120-34124 (2019), 2019
D.Datz, G. Németh, Á. Pekker, K. Kamarás: Strong interaction between small molecules and boron nitride nanotubes, 48th International School & Conference on the Physics of Semiconductors, Szczyrk, Poland, 2019




Back »