Ultrafast energy transfer of one-dimensional excitons between carbon nanotubes: A femtosecond time-resolved luminescence study

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 14, Issue 3, 2012, Pages 1070-1084

  Koyama, Takeshi ^a   Miyata, Yasumitsu ^a   Asaka, Koji ^a   Shinohara, Hisanori ^a   Saito, Yahachi ^a   Nakamura, Arao ^a  

^a NAGOYA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON NANOTUBE;

CHEMISTRY; ENERGY TRANSFER; LUMINESCENCE; MICELLE; REVIEW; SEMICONDUCTOR; TIME;

ENERGY TRANSFER; LUMINESCENT MEASUREMENTS; MICELLES; NANOTUBES, CARBON; SEMICONDUCTORS; TIME FACTORS;

EID: 84255197299     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c1cp22781e     Document Type: Review

References (129)

1. V. M. Agranovich and M. D. Galanin, Electronic Excitation Energy Transfer in Condensed Matter, North-Holland, New York, 1982
2. V. May and O. Kühn, Charge and Energy Transfer Dynamics in Molecular Systems: A Theoretical Introduction, Wiley-VCH, Berlin, 2000
3. T. Förster Ann. Phys. 1948 437 55 75
4. D. L. Dexter J. Chem. Phys. 1953 21 836 850
5. R. Jimenez S. N. Dikshit S. E. Bradforth G. R. Fleming J. Phys. Chem. 1996 100 6825 6834
6. T. Pullerits S. Hess J. L. Herek V. Sundstrom J. Phys. Chem. B 1997 101 10560 10567
7. H. Sumi J. Phys. Chem. B 1999 103 252 260
8. K. Mukai S. Abe H. Sumi J. Phys. Chem. B 1999 103 6096 6102
9. G. D. Scholes G. R. Fleming J. Phys. Chem. B 2000 104 1854 1868
10. S. Tretiak C. Middleton V. Chernyak S. Mukamel J. Phys. Chem. B 2000 104 9540 9553
11. G. D. Scholes X. J. Jordanides G. R. Fleming J. Phys. Chem. B 2001 105 1640 1651
12. X. J. Jordanides G. D. Scholes G. R. Fleming J. Phys. Chem. B 2001 105 1652 1669
13. G. D. Scholes Annu. Rev. Phys. Chem. 2003 54 57 87
14. N. Aratani H. S. Cho T. K. Ahn S. Cho D. Kim H. Sumi A. Osuka J. Am. Chem. Soc. 2003 125 9668
15. S. Jang M. D. Newton R. J. Silbey Phys. Rev. Lett. 2004 92 218301
16. X. J. Jordanides G. D. Scholes W. A. Shapley J. R. Reimers G. R. Fleming J. Phys. Chem. B 2004 108 1753 1765
17. D. Beljonne G. Pourtois C. Silva E. Hennebicq L. M. Herz R. H. Friend G. D. Scholes S. Setayesh K. Müllen J. L. Brédas Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002 99 10982 10987
18. K. F. Wong B. Bagchi P. J. Rossky J. Phys. Chem. A 2004 108 5752 5763
19. E. Hennebicq G. Pourtois G. D. Scholes L. M. Herz D. M. Russell C. Silva S. Setayesh A. C. Grimsdale K. Müllen J.-L. Brédas D. Beljonne J. Am. Chem. Soc. 2005 127 4744 4762
20. X. Yang T. E. Dykstra G. D. Scholes Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005 71 045203
21. B. Van Averbeke D. Beljonne E. Hennebicq Adv. Funct. Mater. 2008 18 492 498
22. J. M. Jean B. P. Krueger J. Phys. Chem. B 2006 110 2899 2909
23. A. Harriman Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7317 7318
24. A. Ishizaki T. R. Calhoun G. S. Schlau-Cohen G. R. Fleming Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7319 7337
25. B. Albinsson J. Mårtensson Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7338 7351
26. V. I. Novoderezhkin R. van Grondelle Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7352 7365
27. H. Xu E. A. Ermilov B. Röder D. K. P. Ng Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7366 7370
28. M. N. Nordin K. N. Bourdakos R. J. Curry Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7371 7377
29. C. Curutchet F. A. Feist B. Van Averbeke B. Mennucci J. Jacob K. Müllen T. Basché D. Belojnne Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7378 7385
30. H. Yu M. Fu Y. Xiao Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7386 7391
31. F. Nastasi F. Puntoriero S. Campagna J.-H. Olivier R. Ziessel Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7392 7402
32. A. A. Voityuk Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7403 7408
33. D. L. Andrews Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7409 7417
34. J. Singh E. R. Bittner Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7418 7426
35. S. Saini B. Bagchi Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7427 7433
36. E. Maligaspe T. Kumpulainen N. K. Subbaiyan M. E. Zandler H. Lemmetyinen N. V. Tkachenko F. D'Souza Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 7434 7444
37. D. Beljonne C. Curutchet G. D. Scholes R. J. Silbey J. Phys. Chem. B 2009 113 6583 6599
38. A. Olaya-Castro G. D. Scholes Int. Rev. Phys. Chem. 2011 30 49 77
39. R. Saito, G. Dresselhaus and M. S. Dresselhaus, Physical Properties of Carbon Nanotubes, Imperial College Press, London, 1998
40. S. Reich, C. Thomsen and J. Maultzsch, Carbon Nanotubes: Basic Concepts and Physical Properties, Wiley-VCH, Weinheim, 2004
41. A. Jorio, M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, Carbon Nanotubes: Advanced Topics in Synthesis, Properties and Applications, Springer, Berlin, 2008
42. T. Ando J. Phys. Soc. Jpn. 1997 66 1066 1073
43. M. Ichida S. Mizuno Y. Tani Y. Saito A. Nakamura J. Phys. Soc. Jpn. 1999 68 3131 3133
44. M. J. O'Connell S. M. Bachilo C. B. Huffman V. C. Moore M. S. Strano E. H. Haroz K. L. Rialon P. J. Boul W. H. Noon C. Kittrell J. Ma R. H. Hauge R. B. Weisman R. E. Smalley Science 2002 297 593 596
45. F. Wang G. Dukovic L. E. Brus T. F. Heinz Science 2005 308 838 841
46. J. Maultzsch R. Pomraenke S. Reich E. Chang D. Prezzi A. Ruini E. Molinari M. S. Strano C. Thomsen C. Lienau Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005 72 241402(R)
47. A. Thess R. Lee P. Nikolaev H. Dai P. Petit J. Robert C. Xu Y. H. Lee S. G. Kim A. G. Rinzler D. T. Colbert G. E. Scuseria D. Tománek J. E. Fischer R. E. Smalley Science 1996 273 483 487
48. C. Journet W. K. Maser P. Bernier A. Loiseau M. Lamy de la Chapelle S. Lefrant P. Deniard R. Lee J. E. Fischer Nature 1997 388 756 758
49. S. Bandow S. Asaka Y. Saito A. M. Rao L. Grigorian E. Richter P. C. Eklund Phys. Rev. Lett. 1998 80 3779 3782
50. R. R. He H. Z. Jin J. Zhu Y. J. Yan X. H. Chen Chem. Phys. Lett. 1998 298 170 176
51. T. G. Pedersen Carbon 2004 42 1007 1010
52. C. D. Spataru S. Ismail-Beigi L. X. Benedict S. G. Louie Phys. Rev. Lett. 2004 92 077402
53. E. Chang G. Bussi A. Ruini E. Molinari Phys. Rev. Lett. 2004 92 196401
54. V. Perebeinos J. Tersoff P. Avouris Phys. Rev. Lett. 2004 92 257402
55. T. Ando J. Phys. Soc. Jpn. 2004 73 3351 3363
56. R. B. Capaz C. D. Spataru S. Ismail-Beigi S. G. Louie Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 74 121401(R)
57. L. Lüer S. Hoseinkhani D. Polli J. Crochet T. Hertel G. Lanzani Nat. Phys. 2009 5 54 58
58. J. Wang M. W. Graham Y. Ma G. R. Fleming R. A. Kaindl Phys. Rev. Lett. 2010 104 177401
59. C. Y. Wong C. Curutchet S. Tretiak G. D. Scholes J. Chem. Phys. 2009 130 081104
60. A. Maeda S. Matsumoto H. Kishida T. Takenobu Y. Iwasa H. Shimoda O. Zhou M. Shiraishi H. Okamoto J. Phys. Soc. Jpn. 2006 75 043709
61. O. N. Torrens D. E. Milkie M. Zheng J. M. Kikkawa Nano Lett. 2006 6 2864 2867
62. S. Berger C. Voisin G. Cassabois C. Delalande P. Roussignol X. Marie Nano Lett. 2007 7 398 402
63. J. Crochet M. Clemens T. Hertel J. Am. Chem. Soc. 2007 129 8058 8059
64. P. H. Tan A. G. Rozhin T. Hasan P. Hu V. Scardaci W. I. Milne A. C. Ferrari Phys. Rev. Lett. 2007 99 137402
65. V. Scardaci A. G. Rozhin P. H. Tan F. Wang I. H. White W. I. Milne A. C. Ferrari Phys. Status Solidi B 2007 244 4303 4307
66. H. Qian C. Georgi N. Anderson A. A. Green M. C. Hersam L. Novotny A. Hartschuh Nano Lett. 2008 8 1363 1367
67. T. Kato R. Hatakeyama J. Am. Chem. Soc. 2008 130 8101 8107
68. J. Lefebvre P. Finnie J. Phys. Chem. C 2009 113 7536 7540
69. F. Chen J. Ye M. Y. Teo Y. Zhao L. P. Tan Y. Chen M. B. Chan-Park L.-J. Li J. Phys. Chem. C 2009 113 20061 20065
70. L. Lüer J. Crochet T. Hertel G. Cerullo G. Lanzani ACS Nano 2010 4 4265 4273
71. A. Nakamura T. Tomikawa M. Watanabe Y. Hamanaka Saito H. Ago J. Lumin 2006 119-120 8 12
72. H. Hirori K. Matsuda Y. Kanemitsu Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008 78 113409
73. T. Koyama K. Asaka N. Hikosaka H. Kishida Y. Saito A. Nakamura J. Phys. Chem. Lett. 2011 2 127 132
74. T. Koyama Y. Miyata Y. Asada H. Shinohara H. Kataura A. Nakamura J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 3243 3248
75. T. Koyama Y. Asada N. Hikosaka Y. Miyata H. Shinohara A. Nakamura ACS Nano 2011 5 5881 5887
76. K. Moshammer F. Hennrich M. M. Kappes Nano Res. 2009 2 599 606
77. Y. Miyata K. Shiozawa Y. Asada Y. Ohno R. Kitaura T. Mizutani H. Shinohara Nano Res. 2011 4 963 970
78. A. Nish J.-Y. Hwang J. Doig R. J. Nicholas Nat. Nanotechnol. 2007 2 640 646
79. F. Chen B. Wang Y. Chen L.-J. Li Nano. Lett. 2007 7 3013 3017
80. T. Koyama T. Suemoto Rep. Prog. Phys. 2011 74 076502
81. F. Wang G. Dukovic E. Knoesel L. E. Brus T. F. Heinz Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2004 70 241403(R)
82. A. Ueda K. Matsuda T. Tayagaki Y. Kanemitsu Appl. Phys. Lett. 2008 92 233105
83. R. B. Weisman S. M. Bachilo Nano Lett. 2003 3 1235 1238
84. P. T. Araujo S. K. Doorn S. Kilina S. Tretiak E. Einarsson S. Maruyama H. Chacham M. A. Pimenta A. Jorio Phys. Rev. Lett. 2007 98 067401
85. H. Kataura Y. Kumazawa Y. Maniwa I. Umezu S. Suzuki Y. Ohtsuka Y. Achiba Synth. Met. 1999 103 2555 2558
86. J. Lefebvre J. M. Fraser Y. Homma P. Finnie Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2004 78 1107 1110
87. T. Hertel A. Hagen V. Talalaev K. Arnold F. Hennrich M. Kappes S. Rosenthal J. McBride H. Ulbricht E. Flahaut Nano Lett. 2005 5 511 514
88. D. A. Tsyboulski S. M. Bachilo R. B. Weisman Nano Lett. 2005 5 975 979
89. Y. Ohno S. Iwasaki Y. Murakami S. Kishimoto S. Maruyama T. Mizutani Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 73 235427
90. O. Kiowski S. Lebedkin F. Hennrich S. Malik H. Rösner K. Arnold C. Sürgers M. M. Kappes Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007 75 075421
91. Y. Ohno S. Iwasaki Y. Murakami S. Kishimoto S. Maruyama T. Mizutani Phys. Status Solidi B 2007 244 4002 4005
92. Y. Homma S. Chiashi Y. Kobayashi Rep. Prog. Phys. 2009 72 066502
93. I. V. Rubtsov R. M. Russo T. Albers P. Deria D. E. Luzzi M. J. Therien Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2004 79 1747 1751
94. S. Berciaud L. Cognet B. Lounis Phys. Rev. Lett. 2008 101 077402
95. T. Gokus L. Cognet J. G. Duque M. Pasquali A. Hartschuh B. Lounis J. Phys. Chem. C 2010 114 14025 14028
96. G. N. Ostojic S. Zaric J. Kono M. S. Strano V. C. Moore R. H. Hauge R. E. Smalley Phys. Rev. Lett. 2004 92 117402
97. Y.-Z. Ma J. Stenger J. Zimmermann S. M. Bachilo R. E. Smalley R. B. Weisman G. R. Fleming J. Chem. Phys. 2004 120 3368 3373
98. L. Huang H. N. Pedrosa T. D. Krauss Phys. Rev. Lett. 2004 93 017403
99. M. Ichida I. Umezu H. Kataura M. Kimura S. Suzuki Y. Achiba H. Ando J. Lumin. 2005 112 287 290
100. S. Reich M. Dworzak A. Hoffmann C. Thomsen M. S. Strano Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005 71 033402
101. A. Hagen M. Steiner M. B. Raschke C. Lienau T. Hertel H. Qian A. J. Meixner A. Hartschuh Phys. Rev. Lett. 2005 95 197401
102. C. D. Spataru S. Ismail-Beigi R. B. Capaz S. G. Louie Phys. Rev. Lett. 2005 95 247402
103. V. Perebeinos J. Tersoff P. Avouris Nano Lett. 2005 5 2495 2499
104. M. J. O'Connell S. Sivaram S. K. Doorn Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2004 69 235415
105. F. Wang M. Y. Sfeir L. Huang X. M. H. Huang Y. Wu J. Kim J. Hone S. O'Brien L. E. Brus T. F. Heinz Phys. Rev. Lett. 2006 96 167401
106. C. Manzoni A. Gambetta E. Menna M. Meneghetti G. Lanzani G. Cerullo Phys. Rev. Lett. 2005 94 207401
107. Y.-Z. Ma L. Valkunas S. L. Dexheimer G. R. Fleming Mol. Phys. 2006 104 1179 1189
108. T. Koyama, S. Shimizu, T. Saito, Y. Miyata, H. Shinohara and A. Nakamura, submitted
109. T. Hertel V. Perebeinos J. Crochet K. Arnold M. Kappes P. Avouris Nano Lett. 2008 8 87 91
110. S. Lebedkin F. Hennrich O. Kiowski M. M. Kappes Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008 77 165429
111. Y. Li D. Mann M. Rolandi W. Kim A. Ural S. Hung A. Javey J. Cao D. Wang E. Yenilmez Q. Wang J. F. Gibbons Y. Nishi H. Dai Nano Lett. 2004 4 317 321
112. Y. Miyata K. Yanagi Y. Maniwa H. Kataura J. Phys. Chem. C 2008 112 13187 13191
113. W. Lu Y. Xiong A. Hassanien W. Zhao M. Zheng L. Chen Nano Lett. 2009 9 1668 1672
114. A. V. Naumov O. A. Kuznetsov A. R. Harutyunyan A. A. Green M. C. Hersam D. E. Resasco P. N. Nikolaev R. B. Weisman Nano Lett. 2009 9 3203 3208
115. A. Hagen T. Hertel Nano Lett. 2003 3 383 388
116. Y. Miyata M. Suzuki M. Fujihara Y. Asada R. Kitaura H. Shinohara ACS Nano 2010 4 5807 5812
117. M. Zheng E. D. Semke J. Am. Chem. Soc. 2007 129 6084 6085
118. X. Tu S. Manohar A. Jagota M. Zheng Nature 2009 460 250 253
119. S. Ghosh S. M. Bachilo R. B. Weisman Nat. Nanotechnol. 2010 5 443 450
120. H. Liu D. Nishide T. Tanaka H. Kataura Nat. Commun. 2011 2 309
121. T. G. Hedderman S. M. Keogh G. Chambers H. J. Byrne J. Phys. Chem. B 2004 108 18860 18865
122. A. Nish J.-Y. Hwang J. Doig R. J. Nicholas Nanotechnology 2008 19 095603
123. F. Chen W. Zhang M. Jia L. Wei X.-F. Fan J.-L. Kuo Y. Chen M. B. Chan-Park A. Xia L.-J. Li J. Phys. Chem. C 2009 113 14946 14952
124. R. S. Swathi K. L. Sebastian J. Chem. Phys. 2010 132 104502
125. A. J. Ferguson J. L. Blackburn J. M. Holt N. Kopidakis R. C. Tenent T. M. Barnes M. J. Heben G. Rumbles J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 2406 2411
126. K. Yanagi K. Iakoubovskii S. Kazaoui N. Minami Y. Maniwa Y. Miyata H. Kataura Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 74 155420
127. K. Yanagi K. Iakoubovskii H. Matsui H. Matsuzaki H. Okamoto Y. Miyata Y. Maniwa S. Kazaoui N. Minami H. Kataura J. Am. Chem. Soc. 2007 129 4992 4997
128. M. A. Loi J. Gao F. Cordella P. Blondeau E. Menna B. Bá rtová C. Heábert S. Lazar G. A. Botton M. Milko C. Ambrosch-Draxl Adv. Mater. 2009 22 1635 1639
129. K. Yanagi H. Kataura Nat. Photonics 2010 4 200 201