Electrical conduction through chromophore-functionalized nanotubes can be modulated by light with wavelengths expected to isomerize the chromophores. Here, we use second harmonic generation to directly measure the orientation and photoisomerization kinetics of azo-benzene chromophores on single-walled carbon nanotubes. We find a net chromophore orientation with an average chromophore tilt angle of 40° ± 3°. We show that this angle can be reduced effectively to zero with an applied corona field. Periodic illumination with unpolarized 495 nm light induces reversible trans-cis switching, enabling the extraction of switching time scales both with and without an applied electric field.
REFERENCES
1.
J.
Borghetti
, V.
Derycke
, S.
Lenfant
, P.
Chenevier
, A.
Filoramo
, M.
Goffman
, D.
Vuillaume
, and J.-P.
Bourgoin
, Adv. Mater.
18
, 2535
(2006
).2.
D. W.
Steuerman
, A.
Star
, R.
Narizzano
, H.
Choi
, R. S.
Ries
, C.
Nicolini
, J. F.
Stoddart
, and J. R.
Heath
, J. Phys. Chem. B
106
, 3124
(2002
).3.
T.
Umeyama
, K.
Kawabata
, N.
Tezuka
, Y.
Matano
, Y.
Miyato
, K.
Matsushige
, M.
Tsujimoto
, S.
Isoda
, M.
Takanoc
, and H.
Imahori
, Chem. Commun.
46
, 5969
(2010
).4.
C.
Vijayakumar
, B.
Balan
, M.-J.
Kim
, and M.
Takeuchi
, J. Phys. Chem. C
115
, 4533
(2011
).5.
Y.-L.
Zhao
and J. F.
Stoddart
, Acc. Chem. Res.
42
, 1161
(2009
).6.
W.
Feng
, A.
Fujii
, M.
Ozaki
, and K.
Yoshino
, Carbon
43
, 2501
(2005
).7.
Y.
Feng
, X.
Zhang
, X.
Ding
, and W.
Feng
, Carbon
48
, 3091
(2010
).8.
X.
Guo
, L.
Huang
, S.
O'Brien
, P.
Kim
, and C.
Nuckolls
, J. Am. Chem. Soc.
127
, 15045
(2005
).9.
J. M.
Simmons
, I.
In
, V. E.
Campbell
, T. J.
Mark
, F.
Léonard
, P.
Gopalan
, and M. A.
Eriksson
, Phys. Rev. Lett.
98
, 086802
(2007
).10.
X.
Zhou
, T.
Zifer
, B. M.
Wong
, K. L.
Krafcik
, F.
Léonard
, and A. L.
Vance
, Nano Lett.
9
, 1028
(2009
).11.
D. S.
Hecht
, R. J. A.
Ramirez
, M.
Briman
, E.
Artukovic
, K. S.
Chichak
, J. F.
Stoddart
, and G.
Grüner
, Nano Lett.
6
, 2031
(2006
).12.
A. M.
Kolpak
and J. C.
Grossman
, Nano Lett.
11
, 3156
(2011
).13.
J.
Chen
and C. P.
Collier
, J. Phys. Chem. B
109
, 7605
(2005
).14.
T.
Palacin
, H. L.
Khanh
, B.
Jousselme
, P.
Jegou
, A.
Filoramo
, C.
Ehli
, D. M.
Guldi
, and S.
Campidelli
, J. Am. Chem. Soc.
131
, 15394
(2009
).15.
C. A.
Dyke
and J. M.
Tour
, J. Phys. Chem. A
108
, 11151
(2004
).16.
L.
Dalton
, Adv. Polym. Sci.
158
, 1
(2002
).17.
H. L.
Hampsch
, J.
Yang
, G. K.
Wong
, and J. M.
Torkelson
, Macromolecules
23
, 3640
(1990
).18.
M.
Leolukman
, P.
Paoprasert
, Y.
Wang
, V.
Makhija
, D. J.
McGee
, and P.
Gopalan
, Macromolecules
41
, 4651
(2008
).19.
K. D.
Singer
, J. E.
Sohn
, and S. J.
Lalama
, Appl. Phys. Lett.
49
, 248
(1986
).20.
H. L.
Hampsch
, J.
Yang
, G. K.
Wong
, and J. M.
Torkelson
, Macromolecules
21
, 526
(1988
).21.
R. M.
Corn
and D. A.
Higgins
, Chem. Rev.
94
, 107
(1994
).22.
A.
Facchetti
, A.
Abbotto
, L.
Beverina
, M. E.
van der Boom
, P.
Dutta
, G.
Evmenenko
, G. A.
Pagani
, and T. J.
Marks
, Chem. Mater.
15
, 1064
(2003
).23.
H. E.
Katz
, G.
Scheller
, T. M.
Putvinski
, M. L.
Schilling
, W. L.
Wilson
, and C. E. D.
Chidsey
, Science
254
, 1485
(1991
).24.
T.
Yamaguchi
, H.
Okawa
, K.
Hashimoto
, and K.
Kajikawa
, Langmuir
26
, 14543
(2010
).25.
X. L.
Jiang
, L.
Li
, J.
Kumar
, and S. K.
Tripathy
, Appl. Phys. Lett.
69
, 3629
(1996
).26.
B.
Park
, H. S.
Kim
, J. Y.
Bae
, J. G.
Lee
, H. S.
Woo
, S. H.
Han
, J. W.
Wu
, M.
Kakimoto
, and H.
Takezoe
, Appl. Phys. B
66
, 445
(1998
).27.
J. J.
Deana
and H. M.
van Driel
, Appl. Phys. Lett.
95
, 261910
(2009
).28.
H. M.
Su
, J. T.
Ye
, Z. K.
Tang
, and K. S.
Wong
, Phys. Rev. B
77
, 125428
(2008
).29.
C.
Huang
, R. K.
Wang
, B. M.
Wong
, D. J.
McGee
, F.
Léonard
, Y. J.
Kim
, K. F.
Johnson
, M. S.
Arnold
, M. A.
Eriksson
, and P.
Gopalan
, ACS Nano
5
, 7767
(2011
).30.
G. J.
Simpson
and K. L.
Rowlen
, J. Am. Chem. Soc.
121
, 2635
(1999
).31.
C. T.
Buscher
, D.
McBranch
, and D.
Li
, J. Am. Chem. Soc.
118
, 2950
(1996
).32.
T. F.
Heinz
, H. W. K.
Tom
, and Y. R.
Shen
, Phys. Rev. A
28
, 1883
(1983
).33.
G. J.
Simpson
and K. L.
Rowlen
, Acc. Chem. Res.
33
, 781
(2000
).34.
Y.
Atassi
, J.
Chauvin
, J. A.
Delaire
, J.-F.
Delouis
, I.
Fanton-Maltey
, and K.
Nakatani
, Pure Appl. Chem.
70
, 2157
(1998
).35.
36.
S.
Xie
, A.
Natansohn
, and P.
Rochon
, Chem. Mater.
5
, 403
(1993
).37.
C.
Barrett
, A.
Natansohn
, and P.
Rochon
, Chem. Mater.
7
, 899
(1995
).38.
K. G.
Yager
and C. J.
Barrett
, J. Photochem. Photobiol., A
182
, 250
(2006
).39.
C.
Barrett
, A.
Natansohn
, and P.
Rochon
, Macromolecules
27
, 4781
(1994
).40.
H. L.
Hampsch
, J. M.
Torkelson
, S. J.
Bethke
, and S. G.
Grubb
, J. Appl. Phys.
67
, 1037
(1990
).41.
M. A.
Mortazavi
, A.
Knoesen
, S. T.
Kowel
, B. G.
Higgins
, and A.
Dienes
, J. Opt. Soc. Am. B
6
, 733
(1989
).© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.