Scattering&Spectroscopy
Universität Wien

Exploring the Inside of Singlewall Carbon Nanotubes by Raman Scattering and In-situ Scanning Probe Microscopy (NCR)
Erforschung des Innenraums von einwandigen Kohlenstoff Nanoröhrchen mit Hilfe von Ramanstreuung und in-situ Raster-Sondenmikroskopie

Research project of the / Forschungsprojekt des
„Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung in Österreich“

Project Nr. P 17345

Duration / Dauer : 01.07.2004 – 30.06.2007

Abstract: English

In this project we suggest to study noncovalent interactions between single wall carbon nanotubes, between concentric multiwall carbon nanotubes and between the inside of the tubes and carbon cages or other molecules which will be established inside the cage. Such interactions were claimed to be rather strong on the one side since nanotubes are observed to aggrgate into bundles or very stable multiwall hoses. Transport experiments demonstrated on the other side a current flow only through the outermost walls of concentric tubes with hardly any intertube leaking.
Experiments will be carried out by light scattering spectroscopy in combination with analyses by scanning probe microscopy. Very special modes observable by the light scattering process allow to draw information on the tube-tube interaction and on the tube-cage interaction. Such modes have been observed sofar only in single wall carbon nanotubes but are expected to be also observable in multiwall tubes if the thickness of the tubes can be reduced to a small enough value. Tube-tube interactions in isomorphous double wall tubes of boron nitride are an other target of the proposed research work.
The project will be carried out in cooperation with research institutes in USA and in Germany from where special sample material will be provided. The results of the research work will provide new insight into macroscopic quantum phenomena in carbon nanotubes, in the possibilities to prepare material of individual single wall nanotubes and in the possibilities to use fullerene filled nanotubes for information storage.

Abstrakt: deutsch

In diesm Projekt schlagen wir vor, nichtkovalente Wechselwirkungen zwischen einwandigen Nanoröhrchen, zwischen konzentrischen mehrwandigen Nanoröhrchen und zwischen Fulleren Molekülen oder anderen Molekülen, die sich in den Röhrchen befinden, zu untersuchen.
Solche Wechselwirkungen werden einerseits für relativ stark angesehen, da die Nanoröhrchen zu stabilen Bündeln oder zu stabilen mehrwandigen Schläuchen zusammengefaßt auftreten. Andererseits zeigen Transportmessungen, daß bei mehrwandigen Röhrchen der Stromtransport nur in der äußersten Wand erfolgt und kaum ein Übersprechen auf die inneren Wände auftritt.
Lichtstreuexperimente sollen in Kombination mit Untersuchungen der Raster-Sondenmikroskopie durchgeführt werden. Ganz spezielle Schwingungsmoden, die mit der Lichtstreuung analysiert werden können, erlauben es, Informationen über die Röhrche-Röhrchen Wechselwirkung oder über die Röhrchen-Käfig Wechselwirkung zu erhalten. Solche Schwingungsmoden wurden bisher nur in einwandigen Nanoröhrchen beobachtet. Sie sollten aber auch in mehrwandigen Röhrchen auftreten, wenn der Durchmesser der Röhrchen klein genug gemacht werden kann. Die Röhrchen-Röhrchen Wechselwirkung soll auch in isomorphen doppelwandigen Nanoröhrchen aus Bornitrid untersucht werden.
Das Projekt wird in Kooperation mit Forschungsinstitutenin USA und in Deutschland durchgeführt, die beide spezielles Probenmaterial zur Verfügung stellen. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes werden neue Einsichten in makroskopische Quantenphenomäne der Nanoröhrchen, in die Möglichkeiten Material aus individuellen Nanoröhrchen herzustellen und in die Verwendung gefüllten Röhrchen als Datenspeicher geben.