journal article·2011-03-22

Electronic and Mechanical Modification of Single-Walled Carbon Nanotubes by Binding to Porphyrin Oligomers

Samuel D. Stranks, Johannes K. Sprafke, Harry L. Anderson, Robin J. Nicholas

ACS Nano· Volume 5· Issue 3
Publisher page

Abstract

We report on the noncovalent binding of conjugated porphyrin oligomers to small diameter single-walled carbon nanotubes (SWNTs) and highlight two remarkable observations. First, the binding of the oligomers to SWNTs is so strong that it induces mechanical strain on the nanotubes in solution. The magnitudes of the strains are comparable to those found in solid-state studies. Comparable strains are not observed in any other SWNT-supramolecular complexes. Second, large decreases in polymer band gap with increasing length of the oligomer lead to the formation of a type-II heterojunction between long chain oligomers and small-diameter nanotubes. This is demonstrated by the observation of enhanced red-shifts for the nanotube interband transitions. These complexes offer considerable promise for photovoltaic devices.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Carbon Nanotubes in Composites · Organic Electronics and Photovoltaics · Conducting polymers and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Physics, University of Oxford, Clarendon Laboratory, Parks Road, Oxford, OX1 3PU, U.K.

Department of Chemistry, University of Oxford, Chemistry Research Laboratory, Oxford, OX1 3TA, U.K.

References (52)

Show source-provided references
1. Chen H. Y. · Nat. Photonics · 2009 · 3 · 64910.1038/nphoton.2009.192 ↗
2. Green M. A. · Prog. Photovoltaics · 2010 · 18 · 34610.1002/pip.1021 ↗
3. Tang C. W. · Appl. Phys. Lett. · 1986 · 48 · 18310.1063/1.96937 ↗
4. Reich S. · 2004
5. Schuettfort T. · Nanotechnology · 2010 · 21 · 02520110.1088/0957-4484/21/2/025201 ↗
6. Nish A. · Nanotechnology · 2008 · 19 · 09560310.1088/0957-4484/19/9/095603 ↗
7. Kanai Y. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 90810.1021/nl0732777 ↗
8. Schuettfort T. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 387110.1021/nl902081t ↗
9. Stranks S. D. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 6610.1021/nl1036484 ↗
10. Pullerits T. · Acc. Chem. Res. · 1996 · 29 · 38110.1021/ar950110o ↗
11. Grozema F. C. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 1337010.1021/ja0751274 ↗
12. Sedghi G. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 858210.1021/ja802281c ↗
13. Sirringhaus H. · Science · 1998 · 280 · 174110.1126/science.280.5370.1741 ↗
14. Cheng F. Y. · Chem.—Eur. J. · 2006 · 12 · 505310.1002/chem.200600302 ↗
15. Li H. P. · J. Am. Chem. Soc. · 2004 · 126 · 101410.1021/ja037142o ↗
16. Casey J. P. · J. Mater. Chem. · 2008 · 18 · 151010.1039/b716649d ↗
17. Magadur G. · ChemPhysChem · 2008 · 9 · 125010.1002/cphc.200800104 ↗
18. Roquelet C. · ChemPhysChem · 2010 · 11 · 166710.1002/cphc.201000067 ↗
19. Cheng F. Y. · Chem.—Eur. J. · 2006 · 12 · 606210.1002/chem.200600126 ↗
20. Sprafke J. K. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2011 · 50 · 231310.1002/anie.201007295 ↗
21. Yang L. · Phys. Rev. B · 1999 · 60 · 1387410.1103/PhysRevB.60.13874 ↗
22. Yang L. · Phys. Rev. Lett. · 2000 · 85 · 15410.1103/PhysRevLett.85.154 ↗
23. Deacon R. S. · Phys. Rev. B · 2006 · 74 · 20140210.1103/PhysRevB.74.201402 ↗
24. Arnold K. · Nano Lett. · 2004 · 4 · 234910.1021/nl048630c ↗
25. Leeuw T. K. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 82610.1021/nl072861c ↗
26. Huang M. Y. · Phys. Rev. Lett. · 2008 · 100 · 13680310.1103/PhysRevLett.100.136803 ↗
27. Li L. J. · Phys. Rev. Lett. · 2004 · 93 · 15610410.1103/PhysRevLett.93.156104 ↗
28. Anderson H. L. · Inorg. Chem. · 1994 · 33 · 97210.1021/ic00083a022 ↗
29. Winters M. U. · J. Phys. Chem. C · 2007 · 111 · 719210.1021/jp0683519 ↗
30. Taylor P. N. · Chem. Commun. · 1998 · 90910.1039/a801031e ↗
31. Chang M. H. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 1017110.1021/ja711222c ↗
32. Beljonne D. · J. Chem. Phys. · 1997 · 106 · 943910.1063/1.473848 ↗
33. Bernardi M. · ACS Nano · 2010 · 4 · 659910.1021/nn1018297 ↗
34. Winters M. U. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 429110.1021/ja067447d ↗
35. D’Andrade B. W. · Org. Electron. · 2005 · 6 · 1110.1016/j.orgel.2005.01.002 ↗
36. Kuimova M. K. · Photochem. Photobiol. Sci. · 2007 · 6 · 67510.1039/b700557a ↗
37. Weisman R. B. · Nano Lett. · 2003 · 3 · 123510.1021/nl034428i ↗
38. Reich S. · Phys. Rev. Lett. · 2005 · 95 · 07740210.1103/PhysRevLett.95.077402 ↗
39. Oyama Y. · Carbon · 2006 · 44 · 87310.1016/j.carbon.2005.10.024 ↗
40. Hoffmann M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 120 · 507110.1002/ange.200801188 ↗
41. Chuang K. C. · Phys. Rev. B · 2008 · 78 · 08541110.1103/PhysRevB.78.085411 ↗
42. Gartstein Y. N. · Phys. Rev. B · 2003 · 68 · 11541510.1103/PhysRevB.68.115415 ↗
43. Capaz R. B. · Phys. Status Solidi B · 2004 · 241 · 335210.1002/pssb.200405253 ↗
44. Nish A. · Phys. Rev. B · 2008 · 78 · 24541310.1103/PhysRevB.78.245413 ↗
45. Karachevtsev V. A. · J. Phys. Chem. C · 2010 · 114 · 1621510.1021/jp104093q ↗
46. Tallury S. S. · J. Phys. Chem. B · 2010 · 114 · 934910.1021/jp101191j ↗
47. Tallury S. S. · J. Phys. Chem. B · 2010 · 114 · 412210.1021/jp908001d ↗
48. Panhuis M. I. H. · J. Phys. Chem. B · 2003 · 107 · 47810.1021/jp026470s ↗
49. Giulianini M. · Appl. Phys. Lett. · 2009 · 95 · 01330410.1063/1.3173825 ↗
50. Hwang J. Y. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 354310.1021/ja0777640 ↗
51. Saywell A. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 49 · 913610.1002/anie.201004896 ↗
52. Drobizhev M. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 1243210.1021/ja0649623 ↗