We studied the temperature and chirality dependence of the photoluminescence (PL) linewidth of single carbon nanotubes to clarify the mechanism of exciton dephasing. The PL linewidth of a single carbon nanotube broadened linearly with increasing temperature, indicating that the linewidth and exciton dephasing are determined through exciton-phonon interactions. From the chirality dependence of the PL linewidth, we concluded that exciton dephasing is caused by both the longitudinal acoustic and twisting phonon modes.
REFERENCES
1.
P. C.
Becker
, H. L.
Fragnito
, C. H.
Brito Cruz
, R. L.
Fork
, J. E.
Cunningham
, J. E.
Henry
, and C. V.
Shank
, Phys. Rev. Lett.
61
, 1647
(1988
).2.
D.
Gammon
, E. S.
Snow
, B. V.
Shanabrook
, D. S.
Katzer
, and D.
Park
, Science
273
, 87
(1996
).3.
W.
Braun
, M.
Bayer
, A.
Forchel
, H.
Zull
, J. P.
Reithmaier
, A. I.
Filin
, and T. L.
Reinecke
, Phys. Rev. B
56
, 12096
(1997
).4.
J. A.
Misewich
, R.
Martel
, Ph.
Avouris
, J. C.
Tsang
, S.
Heinze
, and J.
Tersoff
, Science
300
, 783
(2003
).5.
A. G.
Rozhin
, Y.
Sakakibara
, S.
Namiki
, M.
Tokumoto
, H.
Kataura
, and Y.
Achiba
, Appl. Phys. Lett.
88
, 051118
(2006
).6.
T. K.
Leeuw
, R. M.
Reith
, R. A.
Simonette
, M. E.
Harden
, P.
Cherukuri
, D. A.
Tsyboulski
, K. M.
Beckingham
, and R. B.
Weisman
, Nano Lett.
7
, 2650
(2007
).7.
T.
Ando
, J. Phys. Soc. Jpn.
66
, 1066
(1997
).8.
C. L.
Kane
and E. J.
Mele
, Phys. Rev. Lett.
90
, 207401
(2003
).9.
F.
Wang
, G.
Dukovic
, L. E.
Brus
, and T. F.
Heinz
, Science
308
, 838
(2005
).10.
B. F.
Habenicht
, H.
Kamisaka
, K.
Yamashita
, and O. V.
Prezhdo
, Nano Lett.
7
, 3260
(2007
).11.
A.
Hartschuh
, H. N.
Pedrosa
, L.
Novotny
, and T. D.
Krauss
, Science
301
, 1354
(2003
).12.
H.
Htoon
, M. J.
O’Connell
, P. J.
Cox
, S. K.
Doorn
, and V. I.
Klimov
, Phys. Rev. Lett.
93
, 027401
(2004
).13.
J.
Lefebvre
, P.
Finnie
, and Y.
Homma
, Phys. Rev. B
70
, 045419
(2004
).14.
K.
Matsuda
, Y.
Kanemitsu
, K.
Irie
, T.
Saiki
, T.
Someya
, Y.
Miyauchi
, and S.
Maruyama
, Appl. Phys. Lett.
86
, 123116
(2005
).15.
T.
Inoue
, K.
Matsuda
, Y.
Murakami
, S.
Maruyama
, and Y.
Kanemitsu
, Phys. Rev. B
73
, 233401
(2006
).16.
K.
Matsuda
, T.
Inoue
, Y.
Murakami
, S.
Maruyama
, and Y.
Kanemitsu
, Phys. Rev. B
77
, 193405
(2008
).17.
R.
Matsunaga
, K.
Matsuda
, and Y.
Kanemitsu
, Phys. Rev. Lett.
101
, 147404
(2008
).18.
T.
Gokus
, A.
Hartschuh
, H.
Harutyunyan
, M.
Allegrini
, F.
Hennrich
, M.
Kappes
, A. A.
Green
, M. C.
Hersam
, P. T.
Araújo
, and A.
Jorio
, Appl. Phys. Lett.
92
, 153116
(2008
).19.
S.
Maruyama
, R.
Kojima
, Y.
Miyauchi
, S.
Chiashi
, and M.
Kohno
, Chem. Phys. Lett.
360
, 229
(2002
).20.
M. J.
O’Connell
, S. M.
Bachilo
, X. B.
Huffman
, V. C.
Moore
, M. S.
Strano
, E. H.
Haroz
, K. L.
Rialon
, P. J.
Boul
, W. H.
Noon
, C.
Kittrell
, J.
Ma
, R. H.
Hauge
, R. B.
Weisman
, and R. E.
Smalley
, Science
297
, 593
(2002
).21.
J.
Lefebvre
, J. M.
Fraser
, Y.
Homma
, and P.
Finnie
, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process.
78
, 1107
(2004
).22.
H.
Hirori
, K.
Matsuda
, Y.
Miyauchi
, S.
Maruyama
, and Y.
Kanemitsu
, Phys. Rev. Lett.
97
, 257401
(2006
).23.
D.
Karaiskaj
and A.
Mascarenhas
, Phys. Rev. B
75
, 115426
(2007
).24.
C.
Klingshirn
, Semiconductor Optics
, 3rd ed. (Springer
, Berlin
, 2007
);Y.
Kanemitsu
, T.
Nagai
, T.
Kushida
, S.
Nakamura
, Y.
Yamada
, and T.
Taguchi
, Appl. Phys. Lett.
80
, 267
(2002
).25.
R. B.
Capaz
, C. D.
Spataru
, P.
Tangney
, M. L.
Cohen
, and S. G.
Louie
, Phys. Rev. Lett.
94
, 036801
(2005
).26.
J.
Jiang
, R.
Saito
, K.
Sato
, J. S.
Park
, G. G.
Samsonidze
, A.
Jorio
, G.
Dresselhaus
, and M. S.
Dresselhaus
, Phys. Rev. B
75
, 035405
(2007
).27.
V. N.
Popov
and P.
Lambin
, Phys. Rev. B
74
, 075415
(2006
).28.
H.
Suzuura
and T.
Ando
, Phys. Rev. B
65
, 235412
(2002
).© 2009 American Institute of Physics.
2009
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
