English
!

Архив публикаций

Тезисы

XVIII-ая конференция

Осцилляции ширины запрещённой зоны ОУНТ сверхмалых диаметров

Ганин А.А., Бормонтов Е.Н., Битюцкая Л.А.

Россия, г. Воронеж, Университетская пл., 1

1  стр. (принято к публикации)

При исследовании электронных свойств углеродных нанотрубок с контролируемыми индексами хиральности методом DFT LSDA с использованием программных средств Gaussian, TubeGen в области сверхмалых диаметров (0.3 – 2 нм) у полупроводни¬ковых ОУНТ выявлено немонотонное осциллирующее изменение ширины запрещённой зоны, связанное с малостью индексов хиральности, определяющих симметрию и кривизну нанотрубок.

Были рассмотрены три группы ОУНТ: для первой группы – |n – m| = 3k, для второй – |n – m| = 3k + 1 и для третьей – |n – m| = 3k + 2 (где k – целое). Каждая группа характеризуется своим видом симметрии (набором индексов хиральности) и энергетической структурой. Для каждой группы в области малых диаметров выделены наборы индексов, а расчет диаметра проводился по формуле [нм].

Так, для ОУНТ из первой группы симметрия двух графеновых подрешеток не нарушается при свертывании в трубку. Поэтому ширина запрещенной зоны нанотрубок из первой группы хиральностей ((0, 3), (2, 2), (1, 4), (3, 3), (0, 6), (2, 5), (4, 4), (1, 7), (3, 6), (5, 5) и (0, 9)) оказалась равна нулю.

Для второй группы рассчитывалась величина Eg для трубок со следующими значениями индексов хиральности: (0, 4), (2, 3), (1, 5), (3, 4), (0, 7), (4, 5), (1, 8), (3, 7). В соответствии с правилом 3k все рассмотренные трубки идентифицируются как полупровод¬ни¬ковые. Согласно полученным результатам для трубки со сверхмалым диаметром (0.31 нм) и хиральностью (0, 4) происходит нарушение правила 3k.

Для третьей группы рассчитывалась величина Eg для трубок со следующими значениями индексов хиральности: (0, 5), (2, 4), (1, 6), (3, 5), (0, 8), (2, 7), (4, 6). В соответствии с правилом 3k все рассмотренные трубки идентифицируются как полупровод¬ни¬ковые. Для трубки со сверхмалым диаметром (0.39 нм) и хиральностью (0, 5) происходит нарушение правила 3k.

Таким образом, в области сверхмалых диаметров (менее 0.7 нм) наблюдается немонотонное изменение ширины запрещенной зоны ОУНТ: появляются максимумы с аномально высокими значениями Eg: для группы с |n – m| = 3k + 1 – 1.35 эВ, 1.16эВ и 0.60 эВ, а для группы с |n – m| = 3k + 2 – 1.28 эВ и 1.17 эВ. Совокупное рассмотрение результатов расчета и литературных данных позволяет рассматривать наблюдаемую дискретность Eg как проявление осциллирующего характера изменения электронной структуры ОУНТ в области сверхмалых диаметров. Общим для обеих групп является обращение в ноль ширины запрещенной зоны при предельных значениях диаметра для каждой группы.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533