The electronic structures and bonding properties of oxygen- and chlorine-treated nitrogenated carbon nanotubes (N-CNTs) were studied using x-ray absorption near-edge structure (XANES) and scanning photoelectron microscopy. Features in the C K-edge XANES spectra are shifted by 0.3eV toward higher energies and by 1.1eV toward lower energies relatively to those of the more symmetrical pyridinelike and graphitelike structured N-CNTs upon chlorination and oxidation, respectively. Increases in N K-edge XANES intensities for both chlorination and oxidation reveal substitution of C–C bonds by C–N bonds consistent with the observed valence-band photoemission spectra of the decrease of the C 2s bond and the increase of the N 2s bond.

1.
M. S.
Dresselhaus
,
G.
Dresselhaus
, and
P.
Avouris
,
In Carbon Nanotubes: Synthesis, Structure, Properties and Applications
,
Topic in Applied Physics
Vol.
80
(
Springer
,
New York
,
2001
).
2.
U. D.
Weglikowska
,
V.
Skákalová
,
R.
Graupner
,
S. H.
Jhang
,
B. H.
Kim
,
H. J.
Lee
,
L.
Ley
,
Y. W.
Park
,
S.
Berber
,
D.
Tománek
, and
S.
Roth
,
J. Am. Chem. Soc.
127
,
5125
(
2005
).
3.
H.
Ago
,
T.
Kugler
,
F.
Cacialli
,
W. R.
Salaneck
,
M. S. P.
Shaffer
,
A. H.
Windle
, and
R. H.
Friend
,
J. Phys. Chem. B
103
,
8116
(
1999
).
4.
P. C. P.
Watts
,
N.
Mureau
,
Z.
Tang
,
Y.
Miyajima
,
J. D.
Carey
, and
S. R. P.
Silva
,
Nanotechnology
18
,
175701
(
2007
).
5.
W. H.
Lee
,
S. J.
Kim
,
W. J.
Lee
,
J. G.
Lee
,
R. C.
Haddon
, and
P. J.
Reucroft
,
Appl. Surf. Sci.
181
,
121
(
2001
).
6.
S. S.
Roy
,
P.
Papakonstantinou
,
T. I. T.
Okpalugo
, and
M.
Murphy
,
J. Appl. Phys.
100
,
053703
(
2006
).
7.
S. C.
Ray
,
C. W.
Pao
,
H. M.
Tsai
,
J. W.
Chiou
,
W. F.
Pong
,
C.-W.
Chen
,
M.-H.
Tsai
,
P.
Papakonstantinou
,
L. C.
Chen
,
K. H.
Chen
, and
W. G.
Graham
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
192107
(
2007
).
8.
L. C.
Chen
,
C. Y.
Wen
,
C. H.
Liang
,
W. K.
Hong
,
K. J.
Chen
,
H. C.
Cheng
,
C. S.
Shen
,
C. T.
Wu
, and
K. H.
Chen
,
Adv. Funct. Mater.
12
,
687
(
2002
).
9.
T. I. T.
Okpalugo
,
P.
Papakonstantnou
,
H.
Murphy
,
J.
Mclaughlin
, and
N. M. D.
Brown
,
Carbon
43
,
2951
(
2005
).
10.
S.
Bhattacharyya
,
M.
Lübbe
, and
F.
Richter
,
J. Appl. Phys.
88
,
5043
(
2000
).
11.
E.
Unger
,
A.
Graham
,
F.
Kreupl
,
M.
Liebau
, and
W.
Hoenlein
,
Curr. Appl. Phys.
2
,
107
(
2002
).
12.
Y.
Chen
,
R. C.
Haddon
,
S.
Fang
,
A. M.
Rao
,
P. C.
Eklund
,
W. H.
Lee
,
E. C.
Dickey
,
E. A.
Grulke
,
J. C.
Pendergrass
,
A.
Chavan
,
B. E.
Haley
, and
R. E.
Smalley
,
J. Mater. Res.
13
,
2423
(
1998
).
13.
D. A.
Fischer
,
R. M.
Wentzcovitch
,
R. G.
Carr
,
A.
Continenza
, and
A. J.
Freeman
,
Phys. Rev. B
44
,
1427
(
1991
).
14.
S. H.
Lim
,
H. I.
Elim
,
X. Y.
Gao
,
A. T. S.
Wee
,
W.
Ji
,
J. Y.
Lee
, and
J.
Lin
,
Phys. Rev. B
73
,
045402
(
2006
).
15.
M. C.
Pyane
,
M.
Teter
,
D. C.
Allan
, and
J. D.
Joannopoulos
,
Rev. Mod. Phys.
64
,
1045
(
1992
).
16.
C.-W.
Chen
and
M.-H.
Lee
,
Nanotechnology
15
,
480
(
2004
).
17.
A. H.
Nevidomskyy
,
G.
Csányi
, and
M. C.
Payne
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
105502
(
2003
).
18.
I.
Jimènez
,
W. M.
Tong
,
D. K.
Shuh
,
B. C.
Holloway
,
M. A.
Kelly
,
P.
Pianetta
,
L. J.
Terminello
, and
F. J.
Himpsel
,
Appl. Phys. Lett.
74
,
2620
(
1999
).
19.
I.
Shimoyama
,
G.
Wu
,
T.
Sekiguchi
, and
Y.
Baba
,
Phys. Rev. B
62
,
R6053
(
2000
).
20.
S.
Suzuki
,
Y.
Watanabe
,
T.
Kiyokura
,
K. G.
Nath
,
T.
Ogino
,
S.
Heun
,
W.
Zhu
,
C.
Bower
, and
O.
Zhou
,
Phys. Rev. B
63
,
245418
(
2001
).
21.
J. W.
Chiou
,
C. L.
Yueh
,
J. C.
Jan
,
H. M.
Tsai
,
W. F.
Pong
,
I. H.
Hong
,
R.
Klauser
,
M.-H.
Tsai
,
Y. K.
Chang
,
Y. Y.
Chen
,
C. T.
Wu
,
K. H.
Chen
,
S. L.
Wei
,
C. Y.
Wen
,
L. C.
Chen
, and
T. J.
Chuang
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
4189
(
2002
).
22.
S.
Bhattacharya
,
C.
Spaeth
, and
F.
Richter
,
J. Appl. Phys.
89
,
2414
(
2001
).
23.
P.
Chen
,
X.
Wu
,
X.
Sun
,
J.
Lin
,
W.
Ji
, and
K. L.
Tan
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
2548
(
1999
).
24.
H. C.
Choi
,
S. Y.
Kim
,
W. S.
Jang
,
S. Y.
Bae
,
J.
Park
,
K. L.
Kim
, and
K.
Kim
,
Chem. Phys. Lett.
399
,
255
(
2004
).
You do not currently have access to this content.