Люминесцентные исследования гибридов углеродных нанотрубок с ДНК в водной суспензии и пленке при 5-290 К

Abstract

Изучена высокоэнергетическая часть спектра люминесценции (1,15–1,5 эВ) пленок полупроводниковых одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) в окружении ДНК при 5–290 К. В спектре наблюдается 5 полос, обусловленных свечением отдельных нанотрубок определенной хиральности. Сравнение спектров свечения водной суспензии ОУНТ:ДНК с пленкой, полученной при осаждении этой суспензии на подложку, показало, что в спектре люминесценции пленки при 290 К наблюдается уширение полос и смещение их максимумов в низкоэнергетическую область относительно спектра суспензии. Понижение температуры пленки сопровождается возрастанием интенсивности свечения, уменьшением ширины спектральных полос и сдвигом их в высокоэнергетическую область. Получена температурная зависимость свечения наиболее интенсивной полосы в спектре, расположенной на 1,229 эВ и обусловленной свечением нанотрубок хиральности (6, 5). Обсуждаются возможные причины, приводящие к наблюдаемым температурным изменениям в спектре свечения нанотрубок.

Досліджено високоенергетичну частину спектра люмінесценції (1,15–1,5 еВ) плівок напівпровідникових одностінних вуглецевих нанотрубок (ОВНТ) в оточенні ДНК при 5–290 К. В спектрі спостерігається 5 смуг, що обумовлені світінням окремих нанотрубок визначеної хіральності. Проведений порівняльний аналіз спектрів світіння водної суспензії ОВНТ:ДНК з плівкою, яка отримана при осадженні цієї суспенз ії на підкладку, показав, що в спектрі люмінесценції плівки при 290 К спостерігається збільшення ширини смуг та зсув їх максимумів у низькоенергетичну область відносно спектра суспензії. Зниження температури плівки супроводжується зростанням інтенсивності світіння, зменшенням ширини спектральних смуг та зсувом їх в високоенергетичну область. Отримано температурну залежність світіння найбільш інтенсивної смуги в спектрі, яка розташована на 1,229 еВ і обумовлена світінням нанотрубок хіральності (6, 5). Обговорюються можливі причини, які призвели до температурних змін, що спостерігалися в спектрі світіння нанотрубок.

A high energy region of the luminescence spectrum (1.15–1.5 eV) taken from the films of semiconducting single-walled carbon nanotubes (SWNTs) in DNA surrounding has been studied at 5–290 K. The spectrum displays 5 bands, induced by luminescence of some nanotubes of appropriate chirality. The comparison of the luminescence spectra of the SWNTs:DNA water suspension with those of the film obtained by precipitating the suspension onto a substrate reveals that at 290 K the luminescence spectrum of the film exhibits the bands broadening their peaks shift to a low-energy region, in comparison to the suspension spectrum. A decrease of the film temperature is followed by a rise of the luminescence intensity, a narrowing of the spectral bands and their shift to a high-energy region. The temperature dependence of luminescence was obtained for the most intensive 1.229 eV band conditioned by the luminescence of nanotubes of (6. 5) chirality. Possible reasons, for the temperature changes observed in the nanotube luminescence spectrum are discussed.