Баллистическая проводимость золотых нанотрубок

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе приведены результаты теоретического исследования электронной структуры и электрической проводимости одностенных золотых нанотрубок с индексами хиральности (4, 0), (5, 0), (6, 0), (7, 0), (4, 4) и (5, 5). Моделирование проводили по теории функционала плотности и методом неравновесных функций Грина. Были использованы обменно-корреляционный функционал Пердью–Бурке–Эрнцерхофа и двухэкспоненциальный базисный набор. Была продемонстрирована важность использования базисных наборов с поляризационными функциями при изучении электрических свойств золотых нанотрубок. Анализ результатов расчетов показал, что функции пропускания исследованных нанотрубок сложным образом зависят от их структуры, но в целом растут с увеличением диаметра. Зависимость функции пропускания от энергии электрона не позволяет априори говорить о линейности вольт-амперной характеристики золотых нанотрубок в пределах какого-либо конечного интервала напряжений. Кроме бездефектных одностенных золотых нанотрубок, были исследованы и золотые нанотрубки разного диаметра с дефектом типа вакансии. Это позволило оценить влияние такого дефекта на атомную структуру и электрическую проводимость одностенных золотых нанотрубок. Было продемонстрировано, что падение проводимости может варьироваться в широких пределах, коррелируя с изменением атомной структуры.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Р. Созыкина

Южно-Уральский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: sozykinaer@susu.ru
Россия, Челябинск

С. А. Созыкин

Южно-Уральский государственный университет

Email: sozykinaer@susu.ru
Россия, Челябинск

В. П. Бескачко

Южно-Уральский государственный университет

Email: sozykinaer@susu.ru
Россия, Челябинск

Список литературы

  1. Bachmann M.D., Sharpe A.L., Baker G., Barnard A.W., Putzke C., Scaffidi T., Nandi N., McGuinness P., Zhakina E., Moravec M., Khim S., Köni M., Goldhaber-Gordon D., Bonn D.A., Mackenzie A.P., Moll P. J.W. // Nat. Phys. 2022. V. 18. № 7. P. 819. https://www.doi.org/10.1038/s41567-022-01570-7
  2. Banszerus L., Frohn B., Fabian T., Somanchi S., Epping A., Müller M., Neumaier D., Watanabe K., Taniguchi T., Libisch F., Beschoten B., Hassler F., Stampfer C. // Phys. Rev. Lett. 2020. V. 124. № 17. P. 177701. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.177701
  3. De Cecco A., Prudkovskiy V.S., Wander D., Rini Ganguly R., Claire Berger C., de Heer W.A., Courtois H., Winkelmann C.B. // Nano Lett. 2020. V. 20. № 5. P. 3786. https://www.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00838
  4. Kondo Y., Takayanagi K. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. P. 3455. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.79.3455
  5. Oshima Y., Onga K., Takayanagi A. // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 205503. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.205503
  6. Takayanagi K., Kondo Y., Ohnishi H. // JSAP Int. 2001. V. 3. № 3. P. 3.
  7. Landauer R. // Phyl. Mag. 1970. V. 21. № 172. P. 863. https://www.doi.org/10.1080/14786437008238472
  8. Del Valle M., Tejedor C., Cuniberti G. // Phys. Rev. B. 2006. V. 74. P. 045408. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.74.045408
  9. Manrique D. Zs., Cserti J., Lambert C.J. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. № 7. P. 073103. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.81.073103
  10. Yang X., Dong J. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 233403. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.71.233403
  11. Cai Y., Zhou M., Zeng M., Zhang C., Feng Y.P. // Nanotechnology. 2011. V. 22. № 21. P. 215702. https://www.doi.org/10.1088/0957-4484/22/21/215702
  12. Sozykin S.A., Beskachko V.P. // Physica E. 2020. V. 115. P. 113686. https://www.doi.org/10.1016/j.physe.2019.113686
  13. Senger R., Dag, S. Ciraci S. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. P. 196807. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.196807
  14. Дьячков Е.П., Дьячков П.Н. // Журнал неорганической химии. 2021. Т. 66. № 11. С. 1568. https://www.doi.org/10.31857/S0044457X21110040
  15. Краснов Д.О., Кольцова Э.М. // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. 36. № 11. С. 60.
  16. García A., Papior N.R., Akhtar A., Artacho E., Blum V., Bosoni E., Brandimarte P., Brandbyge M., Cerdá J.I., Corsetti F., Cuadrado R., Dikan V., Ferrer J., Gale J., García-Fernández P., García-Suárez V.M., García S., Huhs G., Illera S., Korytár R., Koval P., Lebedeva I., Lin L., López-Tarifa P., Mayo S.G., Mohr S., Ordejón P., Postnikov A., Pouillon Y., Pruneda M., Robles R., Sánchez-Portal D., Soler J.M., Ullah R., Yu V. Wen-zhe, Junquera J. // J. Chem. Phys.2020. V. 152. № 20. P. 204108. https://www.doi.org/10.1063/5.0005077
  17. Lee J., Kim H.S., Kim Y.H. // AdV. Sci. 2020. V. 7. № 16. P. 2001038. https://www.doi.org/10.1002/advs.202001038
  18. Soler J.M., Artacho E., Gale D.J., García A., Junquera J., Ordejón P., Sánchez-Portal D. // J. Phys. Condens. Matter. 2002. V. 14. № 11. P. 2745. https://www.doi.org/10.1088/0953-8984/14/11/302
  19. Isshiki Y., Li D., Kiguchi M., Nishino T., Pauly F., Fujii S. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022. V. 14. № 9. P. 11919. https://www.doi.org/10.1021/acsami.1c24096
  20. Zhu Y., Chen C., Wu S., Cheng R., Cheng L., Zhou W.-L. // J. Appl. Phys. 2020. V. 128. № 6. P. 064302. https://www.doi.org/10.1063/5.0009406
  21. Abadir G.B., Walus K., Pulfrey D.L. // J. Comput. Electron. 2009. V. 8. № 1. P. 1. https://www.doi.org/10.1007/s10825-009-0263-5
  22. Agrawal S., Srivastava A., Kaushal G. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2022. V. 1221. № 1. P. 012053. https://www.doi.org/10.1088/1757-899X/1221/1/012053
  23. Wang Y., Ma Y., Ni E., Jiang Y., Li H. // Chem. Phys. Chem. 2022. V. 23. № 17. P. e202200177. https://www.doi.org/10.1002/cphc.202200177

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Модели атомной структуры: а — ОЗНТ с указанными индексами хиральности (4, 0), (5, 0), (6, 0), (7, 0), (4, 4) и (5, 5) в двух проекциях; б — ОЗНТ с индексами хиральности (6, 0), области рассеяния соответствует центральная часть, электроды в виде ОЗНТ с индексами хиральности (6, 0) показаны слева и справа от области рассеяния, обведены прямоугольниками.

Скачать (33KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Функции пропускания для ОЗНТ с индексами хиральности (6, 0), полученные при использовании базисных наборов: SZ (1), SZP (2), DZ (3) и DZP (4).

Скачать (13KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зонная структура золотых нанотрубок с указанными индексами хиральности.

Скачать (54KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Функции пропускания бездефектных ОЗНТ с индексами хиральности (4, 0) (1), (5, 0) (2), (6, 0) (3), (7, 0) (4), (4, 4) (5) и (5, 5) (6).

Скачать (14KB)
Метаданные
6. Рис. 5. ВАХ: а – бездефектных ОЗНТ с индексами хиральности (4, 0) (1), (5, 0) (2), (6, 0) (3), (7, 0) (4), (4, 4) (5) и (5, 5) (6); б – дефектных ОЗНТ с индексами хиральности (4, 0) (1), (5, 0) (2), (6, 0) (3) и (7, 0) (4).

Скачать (27KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Атомная структура дефектных нанотрубок с электродами.

Скачать (34KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Функции пропускания дефектных ОЗНТ с индексами хиральности (4, 0) (1), (5, 0) (2), (6, 0) (3) и (7, 0) (4).

Скачать (14KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024