Расчет зонной структуры углеродных нанотрубок через дисперсионное соотношение для энергии графена

Авторы: Мосин М.А.
Опубликовано в выпуске: #7(12)/2017
DOI: 10.18698/2541-8009-2017-7-126
Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Ключевые слова: графен, метод сильно связанных электронов, дисперсионное соотношение для энергии, зоны Бриллюэна, зонная структура, углеродные нанотрубки типа «кресло», углеродные нанотрубки типа «зигзаг»
Опубликовано: 28.06.2017

Описана реализация методики расчета зонной структуры одностенных углеродных нанотрубок типа «кресло» и «зигзаг», а также численные вычисления и формулы простейшего аналитического расчета. Получены дисперсионные соотношения энергии нанотрубок и их зонные структуры. Представленные результаты могут быть использованы для изучения электронных свойств одностенных углеродных нанотрубок типа «кресло» и «зигзаг», определения проводимости и в целях проведения сравнительного анализа. Данная статья представляет интерес для специалистов в области наноэлектроники.

Литература

[1] Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, 1991, vol. 354, pp. 56–58.

[2] Pop E., Dai H. Electrical and thermal transport in metallic single-wall carbon nanotubes on insulating substrates. Journal of Applied Physics, 2007, vol. 101, no. 9, pp. 093710.

[3] Morimoto T., Ichida M., Ikemoto Yu., Okazaki T. Temperature dependence of plasmon resonance in single-walled carbon nanotubes. Physical Review B, 2016, vol. 93, no. 19, pp. 195409.

[4] Tsuchikawa R., Heligman D., Blue B.T., Zhang Z.Y., Ahmadi A., Mucciolo E.R., Hone J., Ishigami M. Scattering strength of potassium on a carbon nanotube with known chirality. Physical Review B, 2016, vol. 94, no. 4, pp. 045408.

[5] Graham A.P., Duesberg G.S., Seidel R., Liebau M., Unger E., Kreupl F. Hönlein W. Towards the integration of carbon nanotubes in microelectronics. Diamond & Related Materials, 2004, vol. 13, no. 4–8, pp. 1296–1300.

[6] White C.T, Robertson D.H., Mintmire J.W. Helical and rotational symmetries of nanoscale graphitic tubules. Physical Review B, 1993, vol. 47, no. 9, pp. 5485.

[7] Spesyvtseva S., Shoji S., Kawata S. Chirality-selective optical scattering force on single-walled carbon nanotubes. Physical Review Applied, 2015, vol. 3, no. 4, pp. 044003.

[8] Montes E., Schwingenschlögl U. Nanotubes based on monolayer blue phosphorus. Physical Review B, 2016, vol. 94, no. 3, pp. 035412.

[9] Kreupl F., Graham A.P., Duesberg G.S., Steinhögl W., Liebau M., Unger E., Hönlein W. Carbon nanotubes in interconnect applications. Microelectronic Engineering, 2002, vol. 64, no. 1–4, pp. 399–408.

[10] Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Physical properties of carbon nanotubes. London, Imperial college press. 1998. 272 p.

[11] Datta S. Quantum transport: Atom to transistor. New York, Cambridge University Press, 2013. 417 p.

[12] Ashcroft N.W., Mermin N.D. Solid state physics. Philadelphia, Saunders College Publishing, 1976. 272 p.

[13] Hasegawa M., Nishidate K., Yoshimoto N. Collapsed armchair single-walled carbon nanotubes as an analog of closed-edged bilayer graphene nanoribbons. Physical Review B, 2015, vol. 92, no. 24, pp. 245429.

[14] Negi S., Warrier M., Chaturvedi S., Nordlund K. Molecular dynamic simulations of a double-walled carbon nanotube motor subjected to a sinusoidally varying electric field. Computational Materials Science, 2009, vol. 44, no. 3, pp. 979–987.

[15] Mylvaganam K., Zhang L.C. Important issues in a molecular dynamics simulation for characterising the mechanical properties of carbon nanotubes. Carbon, 2004, vol. 42, no. 10, pp. 2025–2032.