拓扑缺陷的不同分布对单壁碳纳米管电学性能的影响

计算物理 ›› 2004, Vol. 21 ›› Issue (3): 369-372.

拓扑缺陷的不同分布对单壁碳纳米管电学性能的影响

胡慧芳¹, 张丽芳², 汪小知³, 梁君武¹

1. 湖南大学应用物理系, 湖南长沙 410082;
2. 中南大学物理科学与技术学院, 湖南长沙 410083;
3. 中南大学信息科学与工程学院, 湖南长沙 410083

收稿日期:2003-03-31 修回日期:2003-09-23 出版日期:2004-05-25 发布日期:2004-05-25
作者简介:胡慧芳(1954-),女,湖南,博士,从事低维系统的电子态、振动谱、电学及光学性能等方面的研究.
基金资助:
国家自然科学基金(50172063,50372018);湖南省自然科学基金(02JJY2013)资助项目

Electronic Properties of Single Carbon Nanotubes with Pentagon-heptagon Pairs Defects

HU Hui-fang¹, ZHANG Li-fang², WANG Xiao-zhi³, LIANG Jun-wu¹

1. Department of Applied Phydics, Hunan University, Changsha 410082, China;
2. College of Physical Science & Technology, Southern Certral University, Changsha 410083, China;
3. School of Information Science and Engineering, Southern Central University, Changsha 410083, China

Received:2003-03-31 Revised:2003-09-23 Online:2004-05-25 Published:2004-05-25

摘要/Abstract

摘要： 在紧束缚近似基础上,利用扩展的Su-Schriffer-Heeger(SSH)模型,在实空间研究了在完整的"zigzag"碳纳米管中分别引入5/7,5/6/7,5/6/6/7拓扑缺陷所构成的(9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0)和(9,0)-(6,0)三种异质结的电学性能.通过研究表明:这些拓扑缺陷不仅改变碳管的直径,而且支配费米能级附近的电学行为.并计算了(9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0)和(9,0)-(6,0)系统的电子态密度,对这3种异质结的能带结构和电子态密度进行了比较.结果表明:五边形和七边形在碳管中分布的不同对碳管电学性能的影响明显不同.因此,可以研制出基于这些异质结的不同的电子器件基元.

关键词: 碳纳米管, 分子结, 异质结, 拓扑缺陷, 电子态密度

Abstract: Using the extended Su-Schriffer-Heeger model,in the real space it investigates the features of energetics, the electronic properties of carbon nanotubes,containing pentagon-heptagon pairs(5/7),pentagon-hexagonal-heptagon (5/6/7) and pentagon-hexagonal-hexagonal-heptagon(5/6/6/7) topological defects in the perfect hexagonal network of the zigzag configuration.The present calculations show that the pentagon-heptagon pair defects on the nanotube structure are not only responsible for a change in nanotube diameter,but also govern the electronic behavior around Fermi level.By calculating the densities of states of the (9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0) and (9,0)-(6,0) system,and the densities and band of these heterojuctions have been compared.These results show that the different arranges of pentagon and heptagon along the axi have obvious difference on electrical properties of carbon Nanotube.So different electronic devices based on these heterojuctions can be created.

Key words: carbon nanotube, molecular juction, heterojuction, topological defect, densities of states of the electronic

中图分类号:

TB383

胡慧芳, 张丽芳, 汪小知, 梁君武. 拓扑缺陷的不同分布对单壁碳纳米管电学性能的影响[J]. 计算物理, 2004, 21(3): 369-372.

HU Hui-fang, ZHANG Li-fang, WANG Xiao-zhi, LIANG Jun-wu. Electronic Properties of Single Carbon Nanotubes with Pentagon-heptagon Pairs Defects[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2004, 21(3): 369-372.

[1]	严深浪, 项少辉, 龙孟秋. 锯齿型石墨烯纳米带结的自旋输运性质[J]. 计算物理, 2022, 39(6): 751-756.
[2]	王雪梅, 董斌, 朱子亮, 杨俊升. 聚合物分子与官能化纳米管相互作用及扩散特性的分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2020, 37(5): 589-594.
[3]	魏志超, 王能平. 介质中双缺陷电荷对碳纳米管场效应晶体管量子输运特性的影响[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 352-364.
[4]	何君博, 刘玉柱, 林华, 葛英健, 韩顺. 外电场作用下黄曲霉素B₁的分子结构和光谱[J]. 计算物理, 2018, 35(3): 335-342.
[5]	杨龙飞, 张业新, 都时禹. Matlab编程的Hückel分子轨道法计算研究掺杂纳米碳管的化学反应性[J]. 计算物理, 2017, 34(6): 685-696.
[6]	杨忠华, 刘贵立, 曲迎东, 李荣德. N掺杂碳纳米管环吸附Fe原子的第一性原理研究[J]. 计算物理, 2016, 33(3): 374-378.
[7]	王伟, 张露, 李娜, 杨晓, 张婷, 岳工舒. 欠叠异质栅纳米碳管场效应管的量子输运特性[J]. 计算物理, 2015, 32(2): 229-239.
[8]	赵晓辉, 蔡理, 张鹏. 一种碳纳米管场效应管半经典模型计算方法[J]. 计算物理, 2012, 29(4): 575-579.
[9]	张立云, 顾学文, 宋荣利, 张娜. 基于第-性原理研究单壁碳纳米管的力学性质[J]. 计算物理, 2011, 28(5): 781-785.
[10]	郝军华, 吴志强, 王铮, 金庆华, 李宝会, 丁大同. 加压下ZnO结构相变和电子结构的第一性原理计算[J]. 计算物理, 2010, 27(5): 759-764.
[11]	谢安东, 周玲玲, 毛金文, 罗文浪, 伍冬兰, 阮文. Na₂分子X¹Σ_g⁺,A¹Σ_u⁺和B¹Π_u态的势能函数[J]. 计算物理, 2008, 25(2): 225-229.
[12]	谢安东, 朱正和. B₂分子X³Σ_g^-和A³Σ_u^-态的势能函数[J]. 计算物理, 2006, 23(5): 594-598.
[13]	赵宏康, 王清. 环形碳纳米管-量子点耦合系统的介观输运[J]. 计算物理, 2005, 22(2): 149-154.
[14]	程锦荣, 袁兴红, 赵敏, 黄德财, 赵力, 张立波. 结构与尺寸对碳纳米管物理吸附储氢的影响[J]. 计算物理, 2005, 22(1): 70-76.
[15]	程锦荣, 闫红, 陈宇, 张立波, 赵力, 黄德财, 唐瑞华. 碳纳米管储氢性能的计算机模拟[J]. 计算物理, 2003, 20(3): 255-258.