Проводимость изогнутых углеродных нанотрубок в приближении Дирака

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ЧЕЛОВЕК И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
www. volsu. ru
УДК 51−76: 612 ББК 58
ПРОВОДИМОСТЬ ИЗОГНУТЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК В ПРИБЛИЖЕНИИ ДИРАКА
Колесников Денис Владимирович
Магистрант кафедры теоретической физики и волновых процессов, Волгоградский государственный университет denkolesnikof@yandex. ги
просп. Университетский, 100, 400 062 г. Волгоград, Российская Федерация
Ключевые слова: физика твердого тела, наноструктуры, проводимость, криволинейные координаты.
Проблема создания наноструктур с определенными свойствами и геометрическими размерами является одной из важнейших научных задач XXI века. Углеродные нанотруб-ки играют одну из ведущих ролей в современной электронике, поскольку обладают уникальными электронными и механическими свойствами, обладают высокой жесткостью и прочностью, а также высокими показателями электро- и теплопроводности.
В данной работе проводится исследование влияния изменения геометрии на проводимость углеродных наночастиц. Подобные исследования являются весьма актуальными, поскольку одним из важнейших достоинств наноструктур является то, что, изменяя конфигурацию или геометрические параметры наночастиц, мы можем управлять свойствами системы, что крайне важно для возможных практических приложений в электронике.
Дисперсионное соотношение для электронов в нанотрубке в окрестности К-точки имеет линейный характер. Это позволяет при-?2 менить для описания динамики электронов ^ уравнение Дирака, которое содержит харак-^^ теристики пространства, определяемые гео-" метрией системы. Для их определения исполь-I зуется обобщение теорий полей со спином S 8 на случай искривленного пространства-времени. Одной из основных моделей для расчета © электронной проводимости в теории металли-
ческих систем является однозонная модель Хаббарда. В рамках данной модели гамильтониан содержит только два слагаемых: кинетический член, соответствующий туннели-рованию частиц между узлами элементарной решетки, и слагаемое, соответствующее внут-риузельному взаимодействию частиц.
Учет кривизны поверхности приводит к появлению в энергетическом спектре нанот-рубок запрещенной зоны величиной порядка 1−2 еУ. При увеличении диаметра нанотрубок ширина запрещенной зоны уменьшается. Таким образом, учет кривизны поверхности может привести к изменению проводящих свойств углеродной нанотрубки.
Расчеты показывают, что распределение электронов не зависит от типа узла решетки. Поправка к проводимости изогнутой нанотруб-ки убывает с увеличением температуры. Помимо того, величина поправки уменьшается при увеличении радиуса кривизны нанотруб-ки. Вычисления показывают, что в случае нанотрубок достаточно большого радиуса или малой кривизны поправка к электронной проводимости становится малой и ей зачастую можно пренебречь.
Рассмотренный метод позволяет рассчитывать поправки к удельной электронной проводимости прямых и изогнутых углеродных нанотрубок, а также более сложных по своей геометрической структуре наночастиц.
Вестник ВолГУ. Серия 9. Вып. 13. 2015
27
ЧЕЛОВЕК И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА- i
CONDUCTIVITY OF CURVED CARBON NANOTUBES IN DIRAC APPROACH
Kolesnikov Denis Vladimirovich
Master Student, Department of Theoretical Physics and Wave Processes, Volgograd State University denkolesnikof@yandex. ru
Prosp. Universitetsky 100, 400 062 Volgograd, Russian Federation
Key words: solid state physics, nanostructures, conductivity, curvilinear coordinates.
28
Д. В. Колесников. Проводимость изогнутых углеродных нанотрубок в приближении Дирака

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой