Separando nanotubos metálicos de alto ângulo quiral por DGUromeo.if.usp.br/~eltonfc/reuniao_201004.pdfO grupo de Kataura adaptou o método de Arnold et al para separar nanotubos

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Separando nanotubos metálicos de alto ângulo quiralpor DGU

Elton José F. de Carvalho

Instituto de Física — Universidade de São Paulo

Separando tubos metálicos

Separando tubosmetálicos

Nanotubos CMY

Heróz et al

Conclusões

2 / 18

Nanotubos CMY


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação

Observando osmetálicos

Heróz et al

Conclusões

3 / 18

Dispersão


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação


Heróz et al

Conclusões

4 / 18

O grupo de Kataura adaptou o método de Arnold et al paraseparar nanotubos por condutividade.Para isso, é necessário:

1. Dispersar nanotubos em Deoxi colato de sódio (DOC):

Dispersão


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação


Heróz et al

Conclusões

4 / 18



2. Sonicação por 20h

Dispersão


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação


Heróz et al

Conclusões

4 / 18



2. Sonicação por 20h3. Centrifugar por 1h a 276000g e pegar o sobrenadante (Laser

Vaporization)

Dispersão


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação


Heróz et al

Conclusões

4 / 18



2. Sonicação por 20h3. Centrifugar por 1h a 276000g e pegar o sobrenadante (Laser

Vaporization) ou o precipitado depois de 18h de centrifugação.(HiPco/CoMoCat: menor diâmetro: mais densos)

Separação


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação


Heróz et al

Conclusões

5 / 18

⇒ Solução de 1.5% de SC e1.5% de SDS no gradiente

Separação


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação


Heróz et al

Conclusões

5 / 18

⇒ Solução de 1.5% de SC e1.5% de SDS no gradiente

⇒ Várias concentrações desurfactante na amostra.

Observando os metálicos


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação


Heróz et al

Conclusões

6 / 18

Espectro de absorção

Observando os metálicos


Nanotubos CMY

Dispersão

Separação


Heróz et al

Conclusões

6 / 18

Espectro de absorção Diferentes diâmetros ⇒Diferentes cores:

Heróz et al


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção

Absorção:dificuldades

Fotoluminescência

RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações

Todos os armchair

Conclusões

7 / 18

Separação


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

8 / 18

Essencialmente mesmo método dos japoneses, usou a soluçãoótima para tubos HiPCO: 0.5% DOC 1% SDS 1% SC.

Separação


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

8 / 18

Essencialmente mesmo método dos japoneses, usou a soluçãoótima para tubos HiPCO: 0.5% DOC 1% SDS 1% SC.Diferença: Fez análise mais profunda das amostras purificadas.

⇒ Absorção

Separação


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

8 / 18


⇒ Absorção⇒ Fotoluminescência

Separação


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

8 / 18


⇒ Absorção⇒ Fotoluminescência⇒ Raman Ressonante

Absorção


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

9 / 18

Absorção


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

9 / 18

⇒ ES11(870 − 1600nm) e ES22(550 − 870nm) praticamente

desaparecem

Absorção


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

9 / 18

⇒ ES11(870 − 1600nm) e ES22(550 − 870nm) praticamente

desaparecem⇒ EM11(440 − 670nm) fica mais definido

Absorção: dificuldades


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

10 / 18

⇒ Sobreposição de picos: EM11(440− 670nm) e ES33(UV − 490nm)



Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

10 / 18


(mas calculando a integral da curva dá pra ter uma ideia)



Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

10 / 18


(mas calculando a integral da curva dá pra ter uma ideia)⇒ É difícil achar a base da curva (solvente, cubeta, filtros etc.)



Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

10 / 18


(mas calculando a integral da curva dá pra ter uma ideia)⇒ É difícil achar a base da curva (solvente, cubeta, filtros etc.)⇒ Concentrações diferentes da amostra purificada e original

Fotoluminescência


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

11 / 18

Fotoluminescência


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

11 / 18

⇒ PLE mostra os semicondutores

Fotoluminescência


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

11 / 18

⇒ PLE mostra os semicondutores Mesmo ampliando em 10× osinal, não se observa semicondutores na amostra enriquecida.

Fotoluminescência


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

11 / 18

⇒ PLE mostra os semicondutores Mesmo ampliando em 10× osinal, não se observa semicondutores na amostra enriquecida.

⇒ Bundling com metálicos poderia mascarar os semicondutores,mas ESii apareceria.

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18

⇒ Detecta o modo de respiração radial:

→ Metálicos: 0.95 − 1.36nm

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18


→ Metálicos: 0.95 − 1.36nm→ Semicondutores 0.68 − 0.90nm

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18


→ Metálicos: 0.95 − 1.36nm→ Semicondutores 0.68 − 0.90nm (esses praticamente

somem)

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18

⇒ Intensidade dada por:

IRaman = gN

∣

∣

∣

∣

∣

∣

∑

i ,j

Mg ,ie–oM

g ,ie–phM

i ,je–o

(Elaser − Eii − iγ)(

Elaser − Eii − h̄ωphiγ)

∣

∣

∣

∣

∣

∣

2

com

→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18


IRaman = gN

∣

∣

∣

∣

∣

∣

∑

i ,j

Mg ,ie–oM

g ,ie–phM

i ,je–o



∣

∣

∣

∣

∣

∣

2

com

→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18


IRaman = gN

∣

∣

∣

∣

∣

∣

∑

i ,j

Mg ,ie–oM

g ,ie–phM

i ,je–o



∣

∣

∣

∣

∣

∣

2

com

→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);→ h̄ωph energia do fônon;

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18


IRaman = gN

∣

∣

∣

∣

∣

∣

∑

i ,j

Mg ,ie–oM

g ,ie–phM

i ,je–o



∣

∣

∣

∣

∣

∣

2

com

→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);→ h̄ωph energia do fônon;→ Me–ph matriz de acoplamento éxciton–fônon;

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18


IRaman = gN

∣

∣

∣

∣

∣

∣

∑

i ,j

Mg ,ie–oM

g ,ie–phM

i ,je–o



∣

∣

∣

∣

∣

∣

2

com

→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);→ h̄ωph energia do fônon;→ Me–ph matriz de acoplamento éxciton–fônon;→ Me–o matriz de acoplamento éxciton–fóton;

Raman


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

12 / 18


IRaman = gN

∣

∣

∣

∣

∣

∣

∑

i ,j

Mg ,ie–oM

g ,ie–phM

i ,je–o



∣

∣

∣

∣

∣

∣

2

com

→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);→ h̄ωph energia do fônon;→ Me–ph matriz de acoplamento éxciton–fônon;→ Me–o matriz de acoplamento éxciton–fóton;→ No raman ressonante, Eii − h̄ωph é próximo de alguma

energia de excitação do sistema.

Raman: Resultados


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

13 / 18

Raman: Resultados


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

13 / 18

⇒ Tubos semicondutores desaparecem

Raman: Resultados


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

13 / 18

⇒ Tubos semicondutores desaparecem⇒ Tubos de baixo ângulo quiral também somem

Raman: Resultados


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

13 / 18

⇒ Tubos semicondutores desaparecem⇒ Tubos de baixo ângulo quiral também somemmesmo nos de

menor diâmetro.

Raman: Resultados


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

13 / 18

⇒ Tubos semicondutores desaparecem⇒ Tubos de baixo ângulo quiral também somemmesmo nos de

menor diâmetro.⇒ Isso acontece apesar dos acoplamentos éxciton–fônon serem

menores nos armchair

Calculando populações


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

14 / 18

Todos os armchair


Nanotubos CMY

Heróz et al

Separação

Absorção


Fotoluminescência


Todos os armchair

Conclusões

15 / 18

Conclusões


Nanotubos CMY

Heróz et al

Conclusões

Obrigado!

16 / 18

Conclusões


Nanotubos CMY

Heróz et al

Conclusões

Obrigado!

17 / 18

⇒ Acrescentar DOC na concentração certa cria preferência portubos metálicos

Conclusões


Nanotubos CMY

Heróz et al

Conclusões

Obrigado!

17 / 18


⇒ O uso conjunto de Absorção, Fotoluminescência e RamanRessonante permitem identificar as espécias (n, m) denanotubos numa amostra

Conclusões


Nanotubos CMY

Heróz et al

Conclusões

Obrigado!

17 / 18


⇒ O uso conjunto de Absorção, Fotoluminescência e RamanRessonante permitem identificar as espécias (n, m) denanotubos numa amostra

⇒ Essa separação deve vir da geometria quiral do SC e do DOC,já que somente se observa separação por diâmetro quando seusa SDS e outros sais.

Obrigado!


Nanotubos CMY

Heróz et al

Conclusões

Obrigado!

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Nanofios de Vanadato de prata comnanopartículas de prata aderidas àsua superfície.Imagem cedida pelo Prof. OswaldoL. Alves, do LQES, Unicamp.

Nano Mickey \o/

Separando tubos metálicosNanotubos CMYDispersãoSeparaçãoObservando os metálicos

Heróz et alSeparaçãoAbsorçãoAbsorção: dificuldadesFotoluminescênciaRamanRaman: ResultadosCalculando populaçõesTodos os armchair

ConclusõesConclusõesObrigado!

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