A Hands-On Guide to Shear Force Mixing of Single-Walled Carbon Nanotubes with Conjugated Polymers
本指南详细介绍了自2015年起在海德堡大学开发的(6,5)单壁碳纳米管与共轭聚合物PFO-BPy的剪切力混合分散工艺，涵盖操作步骤、问题解决、设备维护及后续加工扩展。
2023-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Multidimensional coherent spectroscopy of excitons in $π$-conjugated polymers
由于$π$共轭聚合物的有机半导体性质，在过去的三十年里，它们的电子物理学已经引起了相当大的兴趣。初级光激发，弗伦克尔激子，可以通过许多线性光谱进行光学探测，提供了大量的信息激子耦合的强度，激子相干长度，和无序的能量景观的性质。然而，与非线性相干技术相比，线性光谱学可以获得的信息存在固有的限制。这方面的例子是分离的均匀和不均匀的加宽贡献的总激子光谱线型，详细的光谱结构的激子振动耦合，和光学激发之间的相关性，包括激子-电荷和激子-激子的相关性。在目前的工作中，我们讨论了二维相干激发光谱的作用，并审查其应用对解开的基本物理的$π$共轭聚合物以及聚合物：富勒烯共混物，我们认为，这些技术是现在有价值的主流材料的光学探针。
2022-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Synergistic Effect of Multi-Walled Carbon Nanotubes and Ladder-Type Conjugated Polymers on the Performance of N-Type Organic Electrochemical Transistors
本文通过将多壁碳纳米管与梯型共轭聚合物BBL协同结合，开发出电子迁移率提升一个数量级以上、响应时间低至15 ms的创纪录高性能n型有机电化学晶体管，并实现了增益大于16、功耗低于1 uW的互补反相器。
2024-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The role of intermolecular coupling in the photophysics of disordered organic semiconductors: Aggregate emission in regioregular polythiophene
我们解决的激子耦合的性质上的光激发的共轭聚合物区域规则的聚（3-己基噻吩）的作用。通过温度依赖的吸收和光致发光光谱，我们表明，光学发射是压倒性的弱耦合H-聚集体为主。0-0和0-1的振动峰的相对吸光度提供了一个强大的简单的手段来提取的分子间的耦合能量的大小，约5和30毫电子伏的薄膜纺从异均四甲苯和氯仿溶液分别。
2007-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Quantitative calculations of the excitonic energy spectra of semiconducting single-walled carbon nanotubes within a $π$-electron model
利用适合于$π$共轭聚合物（PCPs）的库仑相关参数和通过拟合三个锯齿形半导体单壁碳纳米管（S-SWCNT）的能谱而得到的最近邻跳跃积分，我们能够定量地确定29个S-SWCNT的激子能量和激子结合能，该半经验$π$电子哈密顿量已被广泛用于PCPs。我们的工作确立了PCP和S-SWCNT之间存在深刻和根本的关系。
2006-06-02 cond-mat.mtrl-sci
The effect of ozone oxidation on single-walled carbon nanotubes
将单壁碳纳米管暴露于室温紫外线产生的臭氧会导致其电阻不可逆转地增加。我们证明，增加的电阻是由于臭氧氧化的侧壁上的纳米管，而不是在端盖。拉曼光谱和X射线光电子能谱学表明，由于纳米管的氧化的缺陷密度的增加。使用紫外光电子能谱学，我们表明，这些缺陷代表的费米能级附近的π共轭电子态的去除，导致所观察到的电阻增加。碳纳米管的氧化是许多化学功能化过程中重要的第一步。由于氧化速率在短时间曝光下是可控的，因此紫外线产生的臭氧提供了用作低热预算处理工具的潜力。
2007-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Multiplexed Multi-Color Raman Imaging of Live Cells with Isotopically Modified Single Walled Carbon Nanotubes
我们发现，具有不同同位素组成的单壁碳纳米管表现出不同的拉曼G带峰，可用于生物系统的多路复用多色拉曼成像。具有特异性受体的癌细胞选择性地用3种不同颜色的SWNT标记，SWNT与各种靶向配体缀合，包括Herceptin、抗Her2、Erbitux、抗Her1和RGD肽，允许以多重方式对细胞进行多色拉曼成像。SWNT拉曼信号对光漂白具有高度鲁棒性，允许长期成像和跟踪。SWNT拉曼信号具有窄峰特征，很容易与自发荧光背景区分开来。单壁碳纳米管的拉曼激发和散射光子位于近红外区，是生物体内外最透明的光学窗口。因此，单壁碳纳米管是一种新型的拉曼标记物，有望用于多重生物检测和成像。
2008-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Transport Properties of Chemically Modified Double-Walled Carbon Nanotubes
研究了长度达到微米级的化学功能化金属双壁碳纳米管的量子输运性质。第一性原理计算的证据表明，对于由典型的石墨范德华键距离分开的同轴管，与sp $^3$型缺陷的外壁的化学改性会影响外管和内管的电子结构，这显著降低了DWNT的电荷传输能力。对于侧壁之间的较大间距，外壁的导电性随着官能团覆盖密度的增加而降低，而内管中的电荷传输相当于原始纳米管的电荷传输。此外，CCl $_2$化学连接到外部DWNT侧壁上几乎不影响双壁的共轭$π$ -网络，并且电荷传输保持在准弹道状态。这些结果表明，一个有效的路线，剪裁电子输运的DWNTs提供的内壳几何形状和功能基团进行了适当的选择。
2016-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Population of Exciton-Polaritons via Luminescent sp$^{3}$ Defects in Single-Walled Carbon Nanotubes
半导体单壁碳纳米管（SWCNTs）由于其稳定的激子、窄的近红外发射和高的载流子迁移率而成为一种重要的强光物质耦合材料。此外，它们已经作为量子光源出现，这是由于受控地引入具有能够实现单光子发射的红移跃迁的发光量子缺陷（sp $^{3}$ -缺陷）。单壁碳纳米管复杂的物理学和极化激元凝聚的总体目标提出了激子-极化激元如何填充以及如何优化的问题。可能的弛豫过程的贡献，即，利用角度分辨反射率和时间分辨光致发光测量研究了具有大范围失谐的微腔的声声子散射、振动辅助散射和辐射泵浦。我们发现，平面微腔中单壁碳纳米管激子极化激元的主要布居机制是辐射泵浦。因此，由于纳米管的低光致发光量子产率而导致的极化激元布居的限制可以通过发光sp $^{3}$缺陷来克服。在不改变极化激元分支结构的情况下，通过这些发射缺陷的辐射泵浦导致具有大光子分数的失谐的极化激元群体增加高达10倍。因此，具有sp $^{3}$缺陷的SWCNT的受控和可调谐的官能化呈现了朝向明亮和有效的极化激元器件的可行路线。
2021-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Triplet absorption in carbon nanotubes: a TD-DFT study
利用含时密度泛函理论（TD-DFT）预测了单壁碳纳米管（CNTs）中三重激发态的性质。我们表明，在碳纳米管的最低三重态能量约为0.2-0.3 eV低于最低单重态。像在$π$共轭聚合物中一样，最低的CNT三联体是空间定位的。这些态在约0.5-0.6 eV处对较高的离域三重态显示出强的光吸收。这些结果表明，CNT和$π$共轭聚合物之间的电子特征的惊人的相似性，并提供明确的指导方针，CNT三重态的光谱检测。
2007-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Chain Conformation and Exciton Delocalization in a Push-Pull Conjugated Polymer
本研究以推挽共聚物DPP-DTT为对象，结合多种光谱技术与计算方法，发现溶液浓度升高会促进链有序性提升、激子离域增强，为有机光电器件的聚合物加工调控提供了新思路。
2023-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Multiplexed five-color molecular imaging of cancer cells and tumor tissues with carbon nanotube Raman tags in the near-infrared
单壁碳纳米管（SWNTs）与五个不同的C13/C12同位素组成和良好分离的拉曼峰已被合成和共轭的五个靶向配体，以赋予分子特异性。活细胞的多重拉曼成像已经通过用单壁碳纳米管的五色混合物对细胞进行高度特异性染色来进行。肿瘤样品的离体多路拉曼成像揭示了从细胞培养到体内肿瘤生长的LS 174 T结肠癌细胞上表皮生长因子受体（EGFR）的令人惊讶的上调。这是第一次在单一激光激发下在近红外（NIR）区域进行五色多路复用分子成像。由于纳米管特有的尖锐拉曼峰超过了生物物种的低、平滑的自发荧光背景，实现了成像的近零干扰背景。
2010-03-31 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph q-bio.TO
Anomalous Optoelectronic Properties of Chiral Carbon Nanorings...and One Ring to Rule Them All
碳纳米环是一种环状的π共轭大环，它构成了单壁碳纳米管的基本环段。在最近的一份报告中，手性碳纳米环的结构（可以作为合成手性纳米管的化学模板）首次在实验上合成并表征。在这里，在我们的通信中，我们表明，这些独特的手性纳米环的激发态特性表现出异常和非常有趣的光电特性，随着激发能越来越大的大小的函数（与典型的量子限制效应矛盾）。虽然扶手椅型纳米环中的第一电子激发是禁止与弱振子强度，我们发现，同样的激发在手性纳米环是允许的，由于一个强大的几何对称性破缺。最重要的是，在以这种方式合成的所有可能的纳米环，我们表明，只有一个环，对应于单壁碳纳米管与手性指数（n+3，n+1），是非常特殊的大光诱导跃迁，是最容易观察到的光谱实验。
2011-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nanocarbon-Based photovoltaics
碳材料是光伏太阳能电池的优秀候选者：它们在地球上丰富，具有高的光吸收，以及优异的热和光稳定性。在这里，我们报告了具有仅由碳纳米材料制成的活性层的太阳能电池，其具有与共轭聚合物太阳能电池相同的优点-即溶液可加工，潜在的灵活性和化学可调-但具有显着增加的光稳定性和恢复光降解的可能性。使用从头计算密度泛函理论计算来预测II型能带排列和肖特基势垒形成的器件有源层组合物进行了优化。最好的器件是由PC 70 BM富勒烯，半导体单壁碳纳米管和还原氧化石墨烯。它实现了1.3%的功率转换效率-基于碳作为活性物质的太阳能电池的记录-并且显示出比聚合物基器件显著提高的寿命。我们计算的效率限制高达13%，在这项工作中制造的设备，与预测的聚合物太阳能电池。考虑到这种类型的装置的新颖性、优异的光稳定性以及大量具有尚未开发的光致发光潜力的碳材料的可用性，改进碳基太阳能电池具有很大的前景。我们的研究结果表明了一种新的策略，有效的碳基，溶液加工，薄膜，光稳定的太阳能电池。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
