English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXIII-ая конференция

Моделирование спиновых свойств ультракоротких одностенных углеродных нанотрубок (0,9)

Глушков Г.И., Тучин А.В.

Россия, 394006, Воронеж, Университетская пл. д.1, 8(4732)2281160, green5708@yandex.ru

1  стр. (принято к публикации)

   В настоящее время спиновым процессам в низкоразмерных системах посвящено все большее число теоретических и экпериментальных работ [1]. Относительное слабое спин-орбитальное взаимодействие и баллистический транспорт носителей заряда в углеродных нанотрубках (УНТ) обеспечивают большое время спиновой когерентности [2,3].

   Целью работы является исследование размернозависимой перестройки электронной структуры чистых ук-ОУНТ симметрии D3h, D3d и D3 в спинсинглетном и спинтриплетном состояниях.

   Неограниченным методом DFT в кластерном приближении проводились расчеты полной энергии, потенциала ионизации, сродства к электрону, работы выхода, зазора между граничными орбиталями. В качестве обменного функционала выбран LSDA . В качестве базисного набора выбран валентно-расщепленный базис 3-21G(dp). Расчеты проводились в программном комплексе Gaussian03.

   Изучение энергетических характеристик переходов между синглетным и триплетным состояниями проводилось сравнением значений полных энергий ук-ОУНТ в двух спиновых состояниях. В исследуемом интервале длин энергия перехода положительна и лежит в диапазоне 0.5–1.3 эВ, что соответствует ИК-диапазону. Таким образом, возможно переключение между спиновыми состояниями ук-ОУНТ оптическими методами.

   Анализ плотности свободных и занятых состояний для возбужденного спинтриплетного состояния показывает сильную зависимость величины спиновой поляризации носителей от симметрии нанотрубки. Для симметрии D3 спиновая поляризация обоих каналов идентична, для симметрии D3h/D3d разница составляет порядка 3-5%. Проведено изучение перераспределения плотности заряда внутри нанотрубок при возбуждении в спинтриплетное состояние. Установлено, что спиновая плотность в закрытых ОУНТ равномерно локализована на кольцевых сегментах трубки в отличие от открытых ОУНТ, где плотность локализована на концах трубки.

Полученные результаты подтверждают перспективность применения нелегированных ук-ОУНТ для создания элементной базы спинтроники и наноэлектроники.

Литература

[1] Bhattacharya S., et al. // Chem. Comm. 50, 6626 (2014).

[2] Yang L., et al. // J. Chem, Phys. 142 (2015);

[3] Wu J., et al. // Phys. Rev. B 81 155407 (2010).



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533