A SPIN POLARIZATION INVERSION OF ULTRA-SHORT SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (0, 9) IN A STRONG ELECTRIC FIELD

Grigory I. Glushkov; Andrei V. Tuchin; Nikilay N. Efimov; Eugene N. Bormontov

doi:10.17308/kcmf.2017.19/174

Авторы

Grigory I. Glushkov Глушков Григорий Иванович – аспирант кафедры физики полупроводников и микроэлектроники, Воронежский государственный университет; тел.: +7 (952) 5461253, e-mail: green5708@yandex.ru
Andrei V. Tuchin Тучин Андрей Витальевич – аспирант кафедры физики полупроводников и микроэлектроники, Воронежский государственный университет; тел.: +7 (908) 1485775, e-mail: a.tuchin@bk.ru
Nikilay N. Efimov Ефимов Николай Николаевич – к. х. н., с. н. с., Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН; тел.: +7 (916) 4579267, e-mail: nefimov@narod.ru
Eugene N. Bormontov Бормонтов Евгений Николаевич – д. ф. – м. н., профессор, заведующий кафедрой физики полупроводников и микроэлектроники, Воронежский государственный университет; тел.: +7 (473) 2208481, e-mail: me144@phys.vsu.ru

DOI:

https://doi.org/10.17308/kcmf.2017.19/174

Ключевые слова:

спин, спинтроника, спиновая поляризация, углеродные нанотрубки

Аннотация

Методом теории функционала проведено численное моделирование электронной структуры закрытых ук-УНТ(0,9) симметрий D3h/D3d и D3 в спинсинглетном и спинтриплетном состоянии для различных величин внешнего электрического поля. Установлена монотонная убывающая зависимость спиновой поляризации при дискретном наращивании длины трубки.

Показано, что модуляция поляризации в электрическом поле имеет спинзависимый характер: для электронов со спином “вверх” при приложении поля поляризация снижается, для электронов со спином “вниз” поляризация возрастает. При критической величине электрического поля происходит инверсия спиновой поляризации, главным каналом проводимости становится канал со спином “вниз”.

Развитые методы синтеза, высокая стабильность и возможность управления спиновой поляризацией приложением внешнего электрического поля позволяют рассматривать ук-УНТ как перспективный материал для создания спиновых вентилей и других функциональных устройств спинтроники.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 16-32-00926-мол_а.