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Diameter dependence of hydrogen adsorption on single-walled carbon nanotubes

単層カーボンナノチューブにおける水素吸着の直径依存性

登倉 明雄*; 前田 文彦*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆 ; 高木 大輔*; 本間 芳和*; 渡辺 義夫*; 小林 慶裕*

Tokura, Akio*; Maeda, Fumihiko*; Teraoka, Yuden; Yoshigoe, Akitaka; Takagi, Daisuke*; Homma, Yoshikazu*; Watanabe, Yoshio*; Kobayashi, Yoshihiro*

垂直配向SWNTを用いて原子状水素照射実験を行った。水素吸着の影響は内殻準位光電子分光とRaman散乱分光を用いて評価した。光電子分光では、C1sピークの半値幅の増加が観察された。ピーク分離による解析結果は、水素化を強く示唆している。$$pi$$プラズモンロスピークの変化に着目した解析では、吸着による構造変化を示唆するプラズモンの抑制が観察された。Raman散乱分光の結果は、照射の影響として細い直径のSWNTからの優先的な半径方向ブレスモード(RBM)信号の減少とGバンド/Dバンド比(GD比)の悪化を示した。これらの結果は、細いSWNTに水素化が起こりやすいという直径依存性を示唆している。

We have investigated the adsorption of atomic hydrogen on vertically aligned SWNT film. The effects of hydrogen adsorption were investigated by photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy. By fitting C 1s core level spectrum, we found the component attributed to hydrogenation of carbon. The suppression of $$pi$$ plasmons was also found. These results indicate that hydrogen adsorption induced bonding structure deformation. Raman spectra demonstrate that the radial-breathing-mode intensity of small-diameter SWNTs is more severely decreased than that of large-diameter SWNTs. The G-band/D-band ratio also decreased after the irradiation. These results indicate the disordering of graphene on small-diameter SWNTs is induced more easily. Our results indicate that the adsorption coefficient of hydrogen atoms for SWNTs with small diameter is higher than that for SWNTs with large diameter.

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