Terahertz Spectroscopy of Single-Walled Carbon Nanotubes in a Polymer Film: Observation of Low-Frequency Phonons

We investigate the dielectric response of single-walled carbon nanotubes dispersed in poly(vinyl alcohol) matrix by using terahertz time domain spectroscopy. Frequency-dependent real and imaginary parts of the complex dielectric function are measured experimentally in the terahertz regime. The low-frequency phonons of carbon nanotubes, though predicted theoretically, are directly observed for the first time at frequencies 0.26, 0.60, and 0.85 THz. Further, a broad resonance is observed at 1.15 THz associated with the longitudinal acoustic mode of vibration of straight-chain segments of the long polymeric molecules in the film. The latter is observed at 1.24 THz for a pristine polymer film and has been used to derive the size of crystalline lamellae in the film.

Nature of Pb in superconducting cuprates containing lead: A Pb L3 x‐ray absorption near‐edge spectroscopy study

X‐ray absorption near‐edge spectroscopy studies show that Pb in superconducting Tl0.5Pb0.5CaSr2Cu2O7+δ is essentially in the 4+ state while it is in the 2+ state in Pb2Sr2Ca1−xLnxCu3O8+δ.

Electronic structure of high-Tc Ba0.6K0.4BiO3 by x-ray photoelectron spectroscopy

We have investigated the electronic structure of Ba1-xKxBiO3 (0spectroscopy. The Bi(4f) core levels show a normal valency of +3 as in Bi2O3 and we find no evidence for the disproportionation of Bi4+ to Bi3+ and Bi5+. Instead, we find that BaBiO3 has mixed valent O2- and O1- ions. As the potassium doping is increased, the binding energy of the O2- ions in the O(1s) photoelectron spectra steadily decreases from 529.7 to 528.8 eV. The effect of lowering the O(1s) binding energy is to raise the O(2p) band towards EF and at the superconducting composition a finite density of O(2p) states is observed near EF. Similarly, the Ba(5p) binding energies decrease with potassium doping, indicating increased metallicity. The behavior of the O(1s), Ba(5p), and the valence band resembles that of all the cuprate superconductors and we conclude that in all these oxide superconductors, a hole in the (filled) O(2p) band is the carrier responsible for superconductivity, which predicts hole conduction in the Ba-K-Bi-O and Ba-Pb-Bi-O systems.

Angle-resolved photoemission spectroscopy of the insulating NaxWO3: Anderson localization, polaron formation, and remnant Fermi surface

The electronic structure of the insulating sodium tungsten bronze, Na0.025WO3, is investigated by high-resolution angle-resolved photoemission spectroscopy. We find that near-E-F states are localized due to the strong disorder arising from random distribution of Na+ ions in the WO3 lattice, which makes the system insulating. The temperature dependence of photoemission spectra provides direct evidence for polaron formation. The remnant Fermi surface of the insulator is found to be the replica of the real Fermi surface in the metallic system

Photoluminescence spectroscopy and lifetime measurements from self-assembled semiconductor-metal nanoparticle hybrid arrays

We present results of photoluminescence spectroscopy and lifetime measurements on thin film hybrid arrays of semiconductor quantum dots and metal nanoparticles embedded in a block copolymer template. The intensity of emission as well as the measured lifetime would be controlled by varying the volume fraction and location of gold nanoparticles in the matrix. We demonstrate the ability to both enhance and quench the luminescence in the hybrids as compared to the quantum dot array films while simultaneously engineering large reduction in luminescence lifetime with incorporation of gold nanoparticles. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3483162].

FTIR-spektroskopia kasviuutteiden analysoinnissa

FTIR-spektroskopia (Fourier-muunnosinfrapunaspektroskopia) on nopea analyysimenetelmä. Fourier-laitteissa interferometrin käyttäminen mahdollistaa koko infrapunataajuusalueen mittaamisen muutamassa sekunnissa. ATR-liitännäisellä varustetun FTIR-spektrometrin käyttö ei edellytä juuri näytteen valmistusta ja siksi menetelmä on käytössä myös helppo. ATR-liitännäinen mahdollistaa myös monien erilaisten näytteiden analysoinnin. Infrapunaspektrin mittaaminen onnistuu myös sellaisista näytteistä, joille perinteisiä näytteenvalmistusmenetelmiä ei voida käyttää. FTIR-spektroskopian avulla saatu tieto yhdistetään usein tilastollisiin monimuuttuja-analyyseihin. Klusterianalyysin avulla voidaan spektreistä saatu tieto ryhmitellä samanlaisuuteen perustuen. Hierarkkisessa klusterianalyysissa objektien välinen samanlaisuus määritetään laskemalla niiden välinen etäisyys. Pääkomponenttianalyysin avulla vähennetään datan ulotteisuutta ja luodaan uusia korreloimattomia pääkomponentteja. Pääkomponenttien tulee säilyttää mahdollisimman suuri määrä alkuperäisen datan variaatiosta. FTIR-spektroskopian ja monimuuttujamenetelmien sovellusmahdollisuuksia on tutkittu paljon. Elintarviketeollisuudessa sen soveltuvuutta esimerkiksi laadun valvontaan on tutkittu. Menetelmää on käytetty myös haihtuvien öljyjen kemiallisten koostumusten tunnistukseen sekä öljykasvien kemotyyppien havaitsemiseen. Tässä tutkimuksessa arvioitiin menetelmän käyttöä suoputken uutenäytteiden luokittelussa. Tutkimuksessa suoputken eri kasvinosien uutenäytteiden FTIR-spektrejä vertailtiin valikoiduista puhdasaineista mitattuihin FTIR-spektreihin. Puhdasaineiden FTIR-spektreistä tunnistettiin niiden tyypilliset absorptiovyöhykkeet. Furanokumariinien spektrien intensiivisten vyöhykkeiden aaltolukualueet valittiin monimuuttuja-analyyseihin. Monimuuttuja-analyysit tehtiin myös IR-spektrin sormenjälkialueelta aaltolukualueelta 1785-725 cm-1. Uutenäytteitä pyrittiin luokittelemaan niiden keräyspaikan ja kumariinipitoisuuden mukaan. Keräyspaikan mukaan ryhmittymistä oli havaittavissa, mikä selittyi vyöhykkeiden aaltolukualueiden mukaan tehdyissä analyyseissa pääosin kumariinipitoisuuksilla. Näissä analyyseissa uutenäytteet pääosin ryhmittyivät ja erottuivat kokonaiskumariinipitoisuuksien mukaan. Myös aaltolukualueen 1785-725 cm-1 analyyseissa havaittiin keräyspaikan mukaan ryhmittymistä, mitä kumariinipitoisuudet eivät kuitenkaan selittäneet. Näihin ryhmittymisiin vaikuttivat mahdollisesti muiden yhdisteiden samanlaiset pitoisuudet näytteissä. Analyyseissa käytettiin myös muita aaltolukualueita, mutta tulokset eivät juuri poikenneet aiemmista. 2. kertaluvun derivaattaspektrien monimuuttuja-analyysit sormenjälkialueelta eivät myöskään muuttaneet tuloksia havaittavasti. Jatkotutkimuksissa nyt käytettyä menetelmää on mahdollista edelleen kehittää esimerkiksi tutkimalla monimuuttuja-analyyseissa 2. kertaluvun derivaattaspektreistä suppeampia, tarkkaan valittuja aaltolukualueita.

Influence of phosphate ligands in abolishing the conformational difference between ribonuclease A and its acid-denatured derivative

The initial structural alteration of RNAase A due to acid denaturation (0.5 N HCl, 30 degrees C) that accompanies deamidation (without altering enzymic activity) has been dectected by spectrophotometric titration, fluorescence and ORD/CD measurements. It is shown that acid treated RNAase A has an altered conformation at neutral pH, 25 degrees C. This is characterized by the increased accessibility of buried tyrosine residue(s) towards the solvent. The most altered conformation of RNAase A is found in the 10 h acid-treated derivative. This has about 1.5 additional exposed tyrosine residues and a lesser amount of secondary structure than RNAase A. All three methods (titration, fluorescence and CD) established that the structural transition of RNAase A is biphasic. The first phase occurs within 1 h and the resulting subtle conformational change is constant up to 7 h. Following this, after the release of 0.55 mol of ammonia, the major conformational change begins. The altered conformation of the acid-denatured RNAase A could be reversed completely to the native state through a conformational change induced by substrate analogs like 2'- or 3'-CMP. Thus the monodeamidated derivative isolated from the acid-denatured RNAase A by phosphate is very similar to RNAase A in over-all conformation. The results suggest the possibility of flexibility in the RNAase A molecule that does not affect its catalytic activity, as probed through the tyrosine residues.

Structure, stoichiometry and spectroscopy of oxide superconductors

In the new oxide superconductors, structure and oxygen stoichiometry play the most crucial role. Thus, all the high-temperature oxide superconductors are orthorhombic perovskites with low-dimensional features. Oxygen stoichiometry in YBa2Cu3O7-δ has an important bearing on the structure as well as superconductivity. This is equally true in the La3-xBa3+xCu 6O14+δ system of which only the 123 oxide (x = 1) with the orthorhombic structure shows high Tc. Orthorhombicity though not essential, is generally found ; it is necessary for the formation of twins. The nature of oxygen and copper in the cuprates has been examined by electron spectroscopy. Copper in these cuprates is only in 1 + and 2 + states. It seems likely that oxygen holes are responsible for superconductivity of the cuprates as well as Ba(Bi, Pb)O3. High Tc superconductivity is also found in oxides of the Bi-(Ca, Sr)-Cu-O and related oxides possessing Cu-O sheets.