МОДУЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ УЛЬТРАКОРОТКОЙ УГЛЕРОДНОЙ НАНОТРУБКИ (0,9) ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ ЩЕЛОЧНЫМИ МЕТАЛЛАМИ
Ключевые слова:
спин, спинтроника, углеродная нанотрубка, допирование, щелочные металлы
Аннотация
В работе установлено, что в узком интервале длин в металлических трубках (0,9) не выполняется правило 3k, существует ненулевая запрещенная зона, и трубки становятся полупроводниковыми. Энергетический зазор между граничными орбиталями в триплетном состоянии зависит от спина, поэтому проводимость трубки спинзависима, что обуславливает перспективу использования ук-УНТ в устройствах со спиновым транспортом. Ширина запрещенной зоны убывает при дискретном наращивании длин трубки.
Контролируемое введение металлической примеси приводит к модуляции запрещенной зоны, росту проводимости и спиновой поляризации в случае анионных комплексов. Таким образом, показан технологический способ управления свойствами материала для создания функциональных устройств спинтроники.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 16-32-00926 мол_а).
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Bhaattacharya S., Akande A. and Sanvito S. Chemical Communications, 2014, vol. 50, pp. 6626-6629. DOI: 10.1039/C4CC01710B
2. Awschalom D. D., Flatte M. E. Nature Communications, 2007, pp. 153-159. DOI: 10.1038/nphys551
3. Murat A., Rungger I., Jin C., Sanvito S. and Schwingenschlögl U. J. Phys. Chem. C, 2014, vol. 118, pp. 3319-3323. DOI: 10.1021/jp4100153
4. Sun L., Wei1 P., Wei J., Sanvito S. and Hou1 S. J. Phys. Condens. Matter, 2011,vol. 23, p. 425301.
5. Wu J., and Hagelberg F. Phys. Rev. B, 2010, vol. 81, pp. 155407-155415.
6. Kamil L., Ritschel M., Albrecht L., Krupskaya Y., Buchner B., Klingeler R. J. Phys.: Conf. Ser., 2010, vol. 200, pp. 072061. doi:10.1088/1742-6596/200/7/072061
7. Minot E. D., Yaish Y., Sazonova V., McEuen P. Nature, 2004, vol. 428, p. 536.
8. Jung H. Y., Jung S. M., Kim L. Carbon, 2008, vol. 46, no. 6, pp. 969–973. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2008.03.006
9. Sanchez-Valencia J. R., Dienel T., Gröning O., et al. Nat. Lett., 2014, vol. 512, p. 61. DOI: 10.1038/nature13607.
10. Kato T., Hatakeyama R. ACS Nano, 2010, vol. 4 pp.7395-7400. DOI: 10.1021/nn102379p
11. Tuchin A. V., Nestrugina A. V., Bityutskaya L. A., Bormontov E. N. J. Phys.: Conf. Ser., 2014, vol. 541, p. 012008. DOI: 10.1088/1742-6596/541/1/012008
12. Cioslowski J., Rao N. and Moncrieff D. J. Am. Chem. Soc., 2002, vol. 124, p. 8485. DOI: 10.1021/ja0126879
13. Rocherfort A., Salahub D. R., et al. J. Phys. Chem. B, 1999, vol. 103, p. 641. DOI: 10.1021/jp983725m
14. Buonocore F., Trani F., Ninno D., et al. Nanotech, 2008, vol. 19, p. 025711 (6). DOI: 10.1088/0957-4484/19/02/025711.
15. Wang B.-C., Wang H.-W., Lin I.-C., Lin Y.-S., Chou Y.-M. and Chiu H.-L. J. Chin. Chem. Soc., 2002, vol. 50, p. 939.
16. Tuchin A. V., Ganin A. A., Zhukalin D. A., Bitytskaya L. A. and Bormontov E. N. Recent Advances in Biomedical & Chemical Engineering and Materials Science, 2014,vol. 1, p. 40.
17. Lu D., Li Y., Rotkin S. V., Ravaioli U., Schulten K. Nano Letters, 2004, vol. 4, p. 2383.
18. Yumura T., Hirahara K., Bandow S., et. al. Chemical Physics Letters, 2004,vol. 386, p. 38. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2003.12.123
19. Parker S. F., Bennington S. M., Taylor J. W., Herman H., Silverwood I., Albers P., Refson K. Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, vol. 13, pp. 7789-7804. http://dx.doi.org/10.1039/C0CP02956D
20. Tuchin A. V., Bityutskaya L. A., Bormontov E. N. Eur. Phys. J. D, 2015, pp. 69:87. DOI: 10.1140/epjd/e2015-50440-2
21. Schettino V., Pagliai M., and Cardini G. J. Phys. Chem.: A, 2002, vol. 106, p. 1815. DOI: 10.1021/jp012680d
22. Hertel I. V., Steger H., de Vries J., Weisser B., Menzel C., Kamke W. Phys. Rev. Lett., 1992, vol. 68, p. 784. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.784
23. Yoo R. K., Ruscic B., Berkowitz J. J. Chem. Phys., 1992, vol. 96, p. 911.
24. de Vries J., Steger H., Kamke B., Menzel C., Weisser B., Kamke W., Hertel I. V. Chemical Physics Letters, 1992, vol. 188, p. 159. https://doi.org/10.1016/0009-2614(92)90001-4
25. Steger H., Holzapfel J., Hielscher A., Kamke W., Hertel I. V. Chemical Physics Letters, 1995, vol. 234, p. 455. https://doi.org/10.1016/0009-2614(94)01476-C
26. Brink C., Andersen L. H., Hvelplund P., Mathur D., Voldstad J. D. Chemical Physics Letters, 1995, vol. 233 p. 52. https://doi.org/10.1016/0009-2614(94)01413-P
27. Wang X. B., Ding C. F. and Wang L. S. J. Chem. Phys., 1999, vol. 110, p. 8217. https://doi.org/10.1063/1.478732
28. Dresselhaus M. S., Dresselhaus G. and Saito R. Carbon, 1995,vol. 33, p. 883. https://doi.org/10.1016/0008-6223(95)00017-8
29. Saito R., Fujita M., Dresselhaus G. and Dresselhaus M. Phys. Rev. B, 1992, vol. 46, p. 1804. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.46.1804
30. Odom T. W., Huang J. L., Kim P. and Lieber C. M. Nature, 1998, vol. 391, p. 62. doi:10.1038/34145
31. Ouyang M., Huang J. L. and Lieber C. M. Acc. Chem. Res, 2002, vol. 35 p. 1018.
32. Belonenko M. B., Lebedev N. G., Pak A. V. Physics of the Solid State, 2011, vol. 53, № 8, pp. 1604 –1608. Available at: http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/1530 (in Russian)
33. Belonenko M. B., Lebedev N. G., Pak A. V. Technical Physics Letters, 2011, vol. 37, no. 8, pp. 724–727. DOI: 10.1134/S1063785011080049
34. Glushkov G. I., Tuchin A. V., Efimov N. N., Bormontov E. N. Condensed Matter and Interphases, 2016, vol. 19, no. 1, pp. 37–41. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_19_1_2017_004.pdf
35. Glushkov G. I., Tuchin A. V., Bityutskaya L. A. Journal of Nano and Microsystem Technique, 2016,vol. 18, pp. 531– 538.
36. Durgun E., Dag S., Bagci V. M. K., Gulseren O. Phys. Rev. B, 2003, vol. 67, pp. 201401–201404.
2. Awschalom D. D., Flatte M. E. Nature Communications, 2007, pp. 153-159. DOI: 10.1038/nphys551
3. Murat A., Rungger I., Jin C., Sanvito S. and Schwingenschlögl U. J. Phys. Chem. C, 2014, vol. 118, pp. 3319-3323. DOI: 10.1021/jp4100153
4. Sun L., Wei1 P., Wei J., Sanvito S. and Hou1 S. J. Phys. Condens. Matter, 2011,vol. 23, p. 425301.
5. Wu J., and Hagelberg F. Phys. Rev. B, 2010, vol. 81, pp. 155407-155415.
6. Kamil L., Ritschel M., Albrecht L., Krupskaya Y., Buchner B., Klingeler R. J. Phys.: Conf. Ser., 2010, vol. 200, pp. 072061. doi:10.1088/1742-6596/200/7/072061
7. Minot E. D., Yaish Y., Sazonova V., McEuen P. Nature, 2004, vol. 428, p. 536.
8. Jung H. Y., Jung S. M., Kim L. Carbon, 2008, vol. 46, no. 6, pp. 969–973. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2008.03.006
9. Sanchez-Valencia J. R., Dienel T., Gröning O., et al. Nat. Lett., 2014, vol. 512, p. 61. DOI: 10.1038/nature13607.
10. Kato T., Hatakeyama R. ACS Nano, 2010, vol. 4 pp.7395-7400. DOI: 10.1021/nn102379p
11. Tuchin A. V., Nestrugina A. V., Bityutskaya L. A., Bormontov E. N. J. Phys.: Conf. Ser., 2014, vol. 541, p. 012008. DOI: 10.1088/1742-6596/541/1/012008
12. Cioslowski J., Rao N. and Moncrieff D. J. Am. Chem. Soc., 2002, vol. 124, p. 8485. DOI: 10.1021/ja0126879
13. Rocherfort A., Salahub D. R., et al. J. Phys. Chem. B, 1999, vol. 103, p. 641. DOI: 10.1021/jp983725m
14. Buonocore F., Trani F., Ninno D., et al. Nanotech, 2008, vol. 19, p. 025711 (6). DOI: 10.1088/0957-4484/19/02/025711.
15. Wang B.-C., Wang H.-W., Lin I.-C., Lin Y.-S., Chou Y.-M. and Chiu H.-L. J. Chin. Chem. Soc., 2002, vol. 50, p. 939.
16. Tuchin A. V., Ganin A. A., Zhukalin D. A., Bitytskaya L. A. and Bormontov E. N. Recent Advances in Biomedical & Chemical Engineering and Materials Science, 2014,vol. 1, p. 40.
17. Lu D., Li Y., Rotkin S. V., Ravaioli U., Schulten K. Nano Letters, 2004, vol. 4, p. 2383.
18. Yumura T., Hirahara K., Bandow S., et. al. Chemical Physics Letters, 2004,vol. 386, p. 38. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2003.12.123
19. Parker S. F., Bennington S. M., Taylor J. W., Herman H., Silverwood I., Albers P., Refson K. Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, vol. 13, pp. 7789-7804. http://dx.doi.org/10.1039/C0CP02956D
20. Tuchin A. V., Bityutskaya L. A., Bormontov E. N. Eur. Phys. J. D, 2015, pp. 69:87. DOI: 10.1140/epjd/e2015-50440-2
21. Schettino V., Pagliai M., and Cardini G. J. Phys. Chem.: A, 2002, vol. 106, p. 1815. DOI: 10.1021/jp012680d
22. Hertel I. V., Steger H., de Vries J., Weisser B., Menzel C., Kamke W. Phys. Rev. Lett., 1992, vol. 68, p. 784. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.784
23. Yoo R. K., Ruscic B., Berkowitz J. J. Chem. Phys., 1992, vol. 96, p. 911.
24. de Vries J., Steger H., Kamke B., Menzel C., Weisser B., Kamke W., Hertel I. V. Chemical Physics Letters, 1992, vol. 188, p. 159. https://doi.org/10.1016/0009-2614(92)90001-4
25. Steger H., Holzapfel J., Hielscher A., Kamke W., Hertel I. V. Chemical Physics Letters, 1995, vol. 234, p. 455. https://doi.org/10.1016/0009-2614(94)01476-C
26. Brink C., Andersen L. H., Hvelplund P., Mathur D., Voldstad J. D. Chemical Physics Letters, 1995, vol. 233 p. 52. https://doi.org/10.1016/0009-2614(94)01413-P
27. Wang X. B., Ding C. F. and Wang L. S. J. Chem. Phys., 1999, vol. 110, p. 8217. https://doi.org/10.1063/1.478732
28. Dresselhaus M. S., Dresselhaus G. and Saito R. Carbon, 1995,vol. 33, p. 883. https://doi.org/10.1016/0008-6223(95)00017-8
29. Saito R., Fujita M., Dresselhaus G. and Dresselhaus M. Phys. Rev. B, 1992, vol. 46, p. 1804. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.46.1804
30. Odom T. W., Huang J. L., Kim P. and Lieber C. M. Nature, 1998, vol. 391, p. 62. doi:10.1038/34145
31. Ouyang M., Huang J. L. and Lieber C. M. Acc. Chem. Res, 2002, vol. 35 p. 1018.
32. Belonenko M. B., Lebedev N. G., Pak A. V. Physics of the Solid State, 2011, vol. 53, № 8, pp. 1604 –1608. Available at: http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/1530 (in Russian)
33. Belonenko M. B., Lebedev N. G., Pak A. V. Technical Physics Letters, 2011, vol. 37, no. 8, pp. 724–727. DOI: 10.1134/S1063785011080049
34. Glushkov G. I., Tuchin A. V., Efimov N. N., Bormontov E. N. Condensed Matter and Interphases, 2016, vol. 19, no. 1, pp. 37–41. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_19_1_2017_004.pdf
35. Glushkov G. I., Tuchin A. V., Bityutskaya L. A. Journal of Nano and Microsystem Technique, 2016,vol. 18, pp. 531– 538.
36. Durgun E., Dag S., Bagci V. M. K., Gulseren O. Phys. Rev. B, 2003, vol. 67, pp. 201401–201404.
Опубликован
2017-12-27
Как цитировать
Glushkov, G. I., Tuchin, A. i V., & Bormontov, E. N. (2017). МОДУЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ УЛЬТРАКОРОТКОЙ УГЛЕРОДНОЙ НАНОТРУБКИ (0,9) ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ ЩЕЛОЧНЫМИ МЕТАЛЛАМИ. Конденсированные среды и межфазные границы, 19(4), 502-508. https://doi.org/10.17308/kcmf.2017.19/228
Выпуск
Раздел
Статьи
