Chirality-Dependent Motion Transmission between Aligned Carbon Nanotubes
我展示了定向运动的碳纳米管（CNT）的行为，使用原子模拟。在界面处重叠的$π$轨道的网络充当齿轮齿，以将CNT的滑动运动转化为相邻CNT或\textit{viceversa}的旋转运动。这种正交运动传输的效率被发现强烈地依赖于管的手征性，通过它的原子的界面堆积配置确定。这些结果对纳米级运动传动系统的设计具有重要意义。
2019-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-Selective Excitation of Coherent Phonons in Carbon Nanotubes
使用预先设计的飞秒光脉冲序列，我们有选择地激发相干声子的径向呼吸模式的特定手性单壁碳纳米管内的合奏样品。通过分析声子振荡的初始相位，我们证明了在超快光激发下，管的直径最初是增加的。此外，从激发配置文件，我们表明，碳纳米管的激子吸收峰周期性振荡作为时间的函数时，管直径经历径向呼吸模式振荡。
2008-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-Selective Transport of Benzene Molecules on Carbon Nanotubes
利用分子动力学模拟，我们预测了手性对苯分子沿碳纳米管（CNTs）表面传导的影响，受到热梯度。在扶手椅型碳纳米管的情况下，分子的群漂移速度最大，并随着手性角的减小而减小。热扩散的这种手性效应是由分子的优化路径的变化引起的，该分子的优化路径随着界面处的不同电子重叠而变化。的热泳运输的机制被确定为耦合与梯度的吸附物-基板的相互作用能，这源于非谐性质的范德华势。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductivity of Chirality-Sorted Carbon Nanotube Networks
单壁碳纳米管（SWNTs）的热性能是显着的兴趣，但其依赖于单壁碳纳米管的手性一直是，到现在为止，没有实验探索。在这里，我们使用电加热和红外热成像，同时研究手性排序单壁碳纳米管网络的热和电输运。我们研究了溶液处理90%半导体，90%金属，纯化未分选（66%半导体），和生长HiPco单壁碳纳米管薄膜。这些膜的热导率范围为80至370 W/m/K，但不受手性控制，而是取决于网络的形态（即质量和结密度，准对齐）。测得的热导率的上限范围与最好的金属（Cu和Ag）相当，但质量密度低了一个数量级。这项研究揭示了重要的因素控制的重量轻的手性排序单壁碳纳米管薄膜的热性能，为潜在的热和热电应用。
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport through carbon nanotubes -- effects of structural deformation and tube chirality
使用经典力场和密度泛函理论（DFT）相结合的原子模拟表明，碳原子基本上保持sp2协调无论是弯曲的管或管推动原子尖锐的AFM针尖。随后的格林函数为基础的运输计算表明，扶手椅管的电导没有显着下降，而锯齿形管的电导可以下降几个数量级的AFM推管。这种效应可以归因于在尖端变形下管的简单拉伸，这在费米表面处打开了能隙。
2002-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Water Transport through Carbon Nanotubes with the Radial Breathing Mode
采用分子动力学模拟研究了径向呼吸模式（RBM）振动下单壁碳纳米管（SWCNT）的水渗透行为。结果表明，在5000 ~ 11000 GHz频率范围内，RBM能显著破坏水链的氢键，从而显著增加净通量，并显著减少管内水分子的平均数，而远离该频率范围的水分子输运特性几乎不受RBM的影响.这种现象可以理解为水分子链对RBM的共振响应。我们的研究结果将有助于高通量纳米通道的设计和生物活动，特别是水通道的理解。
2013-04-01 cond-mat.mes-hall
Chirality effects in carbon nanotubes
我们考虑手性相关的影响，在光学，光电流和电子输运性质的碳纳米管。我们表明，这些属性的手性纳米管的电子有效哈密顿描述之间的耦合沿管主轴和周围的管圆周的轨道动量的电子波矢的条款。我们发展了光电流效应理论和直流电流理论，直流电流在磁场中是线性的，在偏置电压中是二次的。此外，我们提出了自然的圆二色性和磁空间效应的光吸收的解析估计。
2002-02-17 cond-mat.mes-hall
Chirality-Dependent Kinetics of Single-Walled Carbon Nanotubes from Machine-Learning Force Fields
本研究开发钴-碳机器学习力场并结合微动力学建模，揭示了单壁碳纳米管生长中缺陷动力学通过直径控制机制影响手性分布与起源。
2024-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Carbon nanotube chirality determines properties of encapsulated linear carbon chain
碳纳米管内部封装的长线性碳链是碳炔的非常接近的实现，碳炔是碳的真正一维同素异形体。在这里，我们研究个别对双壁碳纳米管和封装线性碳链的尖端增强拉曼散射。我们观察到，径向呼吸模式的内部纳米管与碳链的拉曼模式的频率，揭示了纳米管的手性决定的振动和电子性能的封装的碳链。我们提供了连接封装的长线性碳链的性质与宿主纳米管的结构的缺失环节。
2018-02-16 cond-mat.mes-hall
Chirality-induced selectivity of angular momentum by orbital Edelstein effect in carbon nanotubes
该研究揭示手性碳纳米管因轨道埃德尔斯坦效应产生手性诱导的轨道选择性，其磁化率与手性角奇相关、随能量二次增长，可通过掺杂或栅压调控，用于产生自旋/轨道极化电流，在自旋轨道电子学和量子计算中有应用潜力。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Scattering strength of potassium on a carbon nanotube with known chirality
我们测量了已知手性的半导体单壁碳纳米管上带电杂质的散射强度。纳米管的电阻率被测量为吸附的钾原子的密度的函数，使得能够确定由单个钾原子增加的电阻。吸附的钾原子散射空穴的效率是电子的37倍。确定的散射强度是用来揭示的空间范围和深度的散射潜力钾，模型库仑吸附。我们的结果代表了一个重要的实验输入，以了解吸附诱导的散射，并提供了一个关键的一步，为合理设计的纳米管为基础的传感器铺平了道路。
2015-11-20 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductivity of Nanotubes Revisited: Effects of Chirality, Isotope Impurity, Tube Length, and Temperature
采用非平衡分子动力学方法，结合精确势函数，研究了单壁纳米管（SWNT）的热导率与手性、同位素杂质、管长和温度的关系。研究发现，与电子电导率相反，热导率对手性不敏感。然而，同位素杂质可以降低热导率高达60%，并改变温度依赖性行为。我们还发现，在不同的温度下，不同半径的纳米管的热导率的管长依赖性是不同的。
2005-11-02 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Influence of chirality on the electron transmission through step-like potential in zigzag, armchair, and (2m,m) carbon nanotubes
我们利用紧束缚Hückel型哈密顿量的薛定谔方程的解析解，得到了无限长非手性和手性$(2m,m)$碳纳米管的单电子光谱和本征态.借助匹配的波函数的区域之间的接口，其中电子具有不同的网站的能量，我们发现和比较的传输系数的锯齿形，扶手椅和手性纳米管受到的作用下的阶梯状电位。纳米管的能带结构和传输系数的能量依赖性之间的对应关系被证明。结果表明，具有中等手性角的$(2m,m)$纳米管与非手性扶手椅型和锯齿型纳米管相比具有中等的输运性质。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall
Chirality dependence of the absorption cross-section of carbon nanotubes
碳纳米管的光学吸收随其几何形状的变化一直是一个长期存在的问题，在这两个问题的核心和应用，特别是因为光学光谱是用于评估样品的手性物种丰度的主要工具之一。在这里，我们解决了手性依赖的光吸收与一个原始的方法，涉及超高效的能量转移卟啉/纳米管化合物，允许均匀的光激发的所有手性物种。我们测量的绝对吸收截面的范围很广的半导体纳米管在其S22过渡，并表明，它的变化高达2.2的因素与手性角，与I型纳米管显示出较大的吸收。相反，发光量子产率几乎保持恒定。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall
Optical Determination of Electron-Phonon Coupling in Carbon Nanotubes
我们报道了一种直接测量碳纳米管中电子-声子耦合的光学方法，通过关联共振拉曼激发轮廓的第一和第二谐波。该方法适用于1D和0 D系统，并且不限于表现出光致发光的材料。在5个不同的纳米管的径向呼吸模式的电子-声子耦合的实验结果显示从3-11毫电子伏的耦合强度，取决于手性。计算结果与Goupalov等人计算的手性和直径依赖性吻合得很好。
2006-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
General expressions for the dispersion relation of acoustic radial (breathing) modes in cylinders and cylindrical shells of general anisotropic crystals
本文研究了一般各向异性晶体无限长圆柱和圆柱壳的径向模。弹性系数矩阵包括21个独立常数。我们得到的色散关系，适用于任何各向异性材料的封闭形式的表达式。在最低呼吸模式的情况下，薄圆柱壳，我们得到一个简单的解析公式。这可以用于获得任何材料的纳米管中呼吸模式频率的第一估计。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Static dielectric response and Born effective charge of BN nanotubes from {\it ab initio} finite electric field calculations
用有限电场方法对BN纳米管（BN-NTs）的全静态介电响应和Born有效电荷进行了{\it Ab initio}研究。据发现，离子的贡献的BN-NTs的静态介电响应是实质性的，也是一个明显的手性依赖的振荡叠加在纵向电极化率和管直径（$D$）之间的线性关系，作为一个薄的介电圆柱壳。相比之下，BN-NT的横向介电响应类似于直径为$D+4$·$ $的薄（非理想）导电圆柱壳的行为，其中内部电场的屏蔽因子为2。玻恩有效电荷的中等主分量$Z_y^*$对应于与BN-NT表面相切的横向原子位移，具有明显的$D$依赖性（但与手性无关），而大的纵向分量$Z_z^*$表现出明显的手性依赖性（但几乎与$D$无关），这表明了表征BN-NT的直径和手性的强有力的方法。
2007-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Toward a Deterministic Nucleation Theory for Chirality-Controlled Nanotube Synthesis
本文提出确定性成核理论，通过拓扑框架和矢量求和规则揭示碳纳米管手性在成核阶段即被催化剂表面特定帽结构选择性编码，并以(12,6)管为例阐明手性富集机制，推动从随机生长向可预测合成转变。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall
High-throughput Imaging and Spectroscopy of Individual Carbon Nanotubes in Devices with Light Microscopy
碳纳米管研究中的两个最大挑战是实现手性控制合成和理解手性依赖的器件物理。单个碳纳米管的高通量和原位手性和电子结构表征对于解决这些挑战至关重要。光学成像和光谱学具有无与伦比的通量和特异性，但其在衬底上或设备中的单个纳米管的实现长期以来一直是一个突出的挑战。在这里，我们展示了视频速率成像和原位光谱的各个碳纳米管在各种基板上，并在功能器件使用一种新的高对比度偏振为基础的光学显微镜。我们的技术使完整的手性配置数百个生长的碳纳米管。此外，我们在现场监测纳米管的电子结构的有源场效应器件，并观察到高阶纳米管的光学共振显着扩大静电掺杂。这种意想不到的行为指向强带间电子-电子散射过程，可以主导碳纳米管中激发态的超快动力学。
2013-07-19 cond-mat.mes-hall
Moiré-induced Vibrational Coupling in Double Walled Carbon Nanotubes
莫尔条纹是在扭曲的晶体双层中附加的长程周期性。已知它们从根本上改变了层的电子状态，但到目前为止还没有讨论过对它们的机械和振动特性的类似影响。在这里，我们表明，莫尔电位的径向呼吸模式在双壁碳纳米管（DWCNT）的移动。频率的变化预期与由莫尔图案引起的光学跃迁能量的偏移成比例。为了验证我们的模型，我们进行了共振拉曼散射纯化和分类的半导体DWCNTs。我们发现，径向呼吸模式转移高达14厘米$^{-1}$高的能量，其次是光学跃迁能量位移高达200毫电子伏，以降低能量，相比，单壁管。我们展示了如何确定强耦合条件DWCNTs从他们的声子频率和构建Kataura图，以帮助他们未来的实验任务。
2021-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Aharonov-Bohm, chirality, and aspect ratio effects in the axial conductance of a nanotube
沿着纳米管的轴向施加的磁通量可以抵消管手性的影响并显著地影响其电导，从而导致确定纳米管的手性的方法。所施加的通量的效果在长管极限中是最强的，其中电导是（i）位于通量的整数（以通量量子为单位）值处的尖锐的$4e^{2}/h$高度峰的序列（对于扶手椅管）或（ii）手性管的$2e^{2}/h$高度峰对的周期性序列，其中间距由手性确定。在短管极限中，电导呈现给出未掺杂石墨烯片的普遍电导率的值，其中通量中具有周期性的小幅度调制。
2012-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Light Control over Chirality Selective Functionalization of Substrate Supported Carbon Nanotubes
重氮鎓与碳纳米管的反应形成光学$sp^3$缺陷，可用于光学和电子电路。我们调查了一个直接的设备上的反应支持受限的激光照射，并提出了一种技术，其中任意的碳纳米管可以优先功能化的设备内匹配的光频率与其跃迁能量。在（9，7）纳米管和4-溴苯基重氮四氟硼酸盐之间进行示例性反应。衬底支撑的多个半导体手性纳米管局部暴露于激光，同时通过拉曼光谱原位监测反应动力学。通过共振拉曼光谱证实了反应的手性选择性，仅报告了目标物质的10 meV $E_{22}$跃迁能量红移。我们进一步证明了这种方法的单管（9，7）电致发光器件，并显示了25毫电子伏的红移发射的基态$E_{11}$相比，从原始管的发射。
2022-05-18 cond-mat.mes-hall
Coupling of carbon nanotubes to metallic contacts
碳纳米管-金属接触的建模从基础和应用的角度来看都是重要的。对于许多应用，重要的是设计接触，使得传输由纳米管的固有特性而不是接触的细节决定。在本文中，我们计算了电子从一个纳米管到一个自由电子金属，这是侧面接触的传输概率。如果金属-纳米管界面足够有序，我们发现k矢量守恒在确定耦合中起着重要的作用，其物理性质取决于接触面积、管直径和手性。本文的主要结果是：（i）电导尺度与接触长度，在实验中已经观察到的现象和（ii）在金属和纳米管之间的均匀耦合的情况下，金属费米波矢量的阈值（低于该耦合是微不足道的）取决于手性。无序和小的相位相干长度放松了k矢量守恒的需要，从而使耦合更强。
2001-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast terahertz probes of interacting dark excitons in chirality-specific semiconducting single-walled carbon nanotubes
超快太赫兹光谱通过内部直接偶极允许的最低暗-亮对状态$\sim$ 6 meV之间的跃迁访问共振激发（6，5）SWNT中的{\em暗}激子基态。一个分析模型再现的响应，使瞬态密度的暗激子和{\em e-h}等离子体，振子强度，跃迁能量重整化和动力学的定量分析。%激发诱导重整化。非平衡的，但稳定的，准一维量子态与暗激子相关迅速出现，即使增加非共振光激发，并经历一个独特的交叉复杂的相空间填充%的复杂分布之间的暗和亮对状态，不同的致密的2D/3D激子的影响的热化，冷却和电离的自由载流子。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous twisting and shrinking of carbon nanotubes
在紧束缚模型下研究了单壁碳纳米管的形变，并给出了形变相关的跳跃能。我们发现，纳米管往往扭曲和收缩自发在零温度。的变形参数的显式值计算了各种不同的直径和手性的纳米管。与自发变形的光谱间隙的变化示出依赖于纳米管的手性。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall
Structural characterization of carbon nanotubes via the vibrational density of states
碳纳米管的电学和化学性质随着不同的手性和直径而显著变化，使得这些结构性质的实验测定变得重要。在这里，我们表明，振动态密度（VDOS）包含碳纳米管的结构，特别是在低频率的信息。我们发现，纳米管的直径和手性可以确定的特征低频$L$和$L'$模式中的VDOS。对于锯齿形纳米管，$L$峰分裂成两个峰，产生另一个低能$L"$峰。这些峰的频率和相对强度的显著变化开辟了一条区分结构不同的纳米管的途径。对具有不同缺陷密度的Stone-Wales缺陷的不同取向的仔细研究表明，不同的结构缺陷也在VDOS中留下不同的指纹，特别是在$L$和$L'$模式中。利用我们的结果，可以从直接测量VDOS的实验中获得更多的结构信息，如非弹性电子和非弹性中子谱。
2017-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Lattice Vibrations in Carbon Nanotubes
我们利用超短激光脉冲在单壁碳纳米管中产生并探测了相干晶格振动的径向呼吸模式。因为带隙是直径的函数，所以这些直径振荡引起超快带隙振荡，调制声子频率（3-9 THz）处的带间激子共振。激发光谱显示出大量明显的峰，绘制出非常详细的手性分布。
2006-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intersubband plasmon excitations in doped carbon nanotubes
我们从理论上研究了掺杂单壁碳纳米管（SWNTs）中的子带间等离子体激元激发，通过研究等离子体激元频率对纳米管直径、手性和费米能的依赖关系。子带间等离子体激元可以被偏振垂直于纳米管轴的光激发，因此等离子体激元激发对应于两个不同子带之间的光学跃迁，这对费米能敏感。在每一个单壁碳纳米管中，这种机制导致出现的光学吸收峰的等离子体频率为一个给定的费米能量，$E_F$。对许多直径为$d_t < 2$ nm的单壁碳纳米管计算的等离子体激元频率表现出对$(1/d_t)^{0.7}$的依赖性，并且频率进一步受到费米能的影响，如$E_F^{0.25}$。有了这些知识，就有可能开发出掺杂单壁碳纳米管中的子带间等离子体激元激发图，这对快速估计掺杂水平是有用的，也是表征纳米管手性的另一种方法。
2019-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure coefficients of Raman modes of carbon nanotubes resolved by chirality: Environmental effect on graphene sheet
单壁碳纳米管的机械性能的研究受到阻碍的可用性，只有合奏管的直径范围。可调谐拉曼激发光谱仪可以识别出可识别的管子。在高压下，径向呼吸模式显示出强烈的环境效应，这里显示出在很大程度上与环境的性质无关。对于G模式，压力系数随直径变化与厚壁管模型一致。然而，结果表明，压力系数的环境影响出乎意料的强烈。石墨烯和石墨的数据的重新评估给出G模式Grueuneisen参数γ = 1.34和剪切变形参数β = 1.34。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall
Band Structure Dependent Electronic Localization in Macroscopic Films of Single-Chirality Single-Wall Carbon Nanotubes
在过去的几十年里，人们对单壁碳纳米管（SWCNT）的手性依赖性质有了很大的了解，主要是通过单管研究。然而，手性依赖性的宏观表现受到限制，特别是在电子输运中，尽管这种独特的行为是基于单壁碳纳米管的设备的许多应用所需要的。此外，开发可靠的传输理论是具有挑战性的，因为在组装的纳米物体的本地化现象的描述需要在多个空间尺度上的混乱的精确知识，特别是如果合奏是异构的。在这里，我们报告的观察明显的手性依赖的电子本地化的温度和磁场依赖的电导率测量单手性单壁碳纳米管的宏观薄膜。样品包括大禁带半导体（6，5）和（10，3）薄膜、窄禁带半导体（7，4）和（8，5）薄膜以及扶手椅金属（6，6）薄膜。实验数据和理论计算表明，莫特可变范围跳跃占主导地位的运输在所有样品中，而本地化长度分为三个不同的类别，这取决于他们的带隙。扶手椅电影具有最大的本地化长度。我们对单手性单壁碳纳米管薄膜的电子输运性质的详细分析为纳米物体的电子输运提供了重要的新见解，为设计和部署宏观单壁碳纳米管固态器件提供了基础。
2021-09-20 cond-mat.mes-hall
Giant circular dichroism in individual carbon nanotubes induced by extrinsic chirality
圆二色谱广泛用于表征有机和生物材料，但在单分子水平上的测量是具有挑战性的，因为相反螺旋度的吸收差异很小。在这里，我们表明，外部手性可以诱导巨圆二色性在个别碳纳米管，与偏振度达到65%。该信号对入射角有很大的依赖性，这与光波矢量引起的镜面对称性破坏的解释一致。我们提出，场致电荷分布的结果在一个有效的极化转换，从而产生巨大的二向色性。我们的研究结果强调了在纳米尺度上偏振操纵的可能性，用于集成光子学和新型超材料设计。
2013-08-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Kohn Anomaly in Raman Spectroscopy of Single Wall Carbon Nanotubes
从理论上评述了“金属”单壁碳纳米管中$Γ$点光学模（包括纵光学模、横光学模和径向呼吸模）的声子软化现象。本文主要研究了弯曲诱导的微能隙对声子软化的影响，声子软化取决于纳米管的费米能级和手性。我们采用了一个具有形变诱导规范场的有效质量模型，这为我们讨论曲率效应和电子-声子相互作用提供了一个统一的途径。
2010-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electroluminescence from chirality-sorted (9,7)-semiconducting carbon nanotube devices
我们测量了（9，7）半导体碳纳米管器件的电致发光和光致发光，并证明了电致发光波长由碳纳米管的手性指数（n，m）决定。该器件是由单手性分散体的管的介电泳组装在Si3N4膜上制成的。电驱动（9，7）器件在光谱的可见光部分中在825 nm处表现出单个洛伦兹形发射峰。通过比较电致发光光谱和相应的光致发光激发图，可以将发射归属于激子E22带间跃迁。我们示出了电流的EL峰宽的线性依赖关系，并提供证据的惰性Si3N4表面相对于纳米管的光学性能。
2011-07-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct Observation of Cross-Polarized Excitons in Aligned Single-Chirality Single-Wall Carbon Nanotubes
单壁碳纳米管（SWCNTs）对平行于纳米管轴偏振的光的光学性质已经被广泛研究，而它们对垂直于纳米管轴偏振的光的响应还没有被很好地探索。在这里，通过使用高度对准的单手性（6，5）单壁碳纳米管的宏观膜，我们进行了系统的偏振相关的光学吸收光谱研究。除了通常观察到的产生$E_{11}$和$E_{22}$激子的平行偏振光的角动量守恒带间吸收之外，我们观察到一个小但明确的吸收峰，其强度对于垂直偏振光是最大的。我们将这一特征归因于最低能量的交叉极化带间吸收过程，该过程通过$\pm 1$沿纳米管轴改变角动量，产生$E_{12}$和$E_{21}$激子。从导带和价带之间的不对称性预期的$E_{12}$和$E_{21}$激子峰之间的能量差小于观察到的线宽。与以前的观察交叉极化激子的偏振依赖的光致发光和圆二色性光谱实验，我们使用吸收光谱的直接观察，使我们能够定量分析这种共振。具体地说，我们确定的能量和振子强度的共振分别为1.54和0.05，相比的值为$E_{11}$激子峰。这些值，结合与理论计算的比较，进而导致在这种对齐的单手性单壁碳纳米管膜的库仑相互作用的强度的环境效应的评估。
2018-08-26 cond-mat.mes-hall
Chirality Dependence of the $K$-Momentum Dark Excitons in Carbon Nanotubes
使用12个半导体碳纳米管样品的集合，每个样品高度富集在一个单一的手性，我们研究了手性依赖的$K$动量暗单态激子声子边带光谱。明亮的吸收和发射边带的有限动量激子的测量确定其能量为20 - 38毫电子伏以上的明亮的单重态激子，分离表现出系统的依赖性管直径，$2n+m$家庭，和半导体类型。我们目前的计算，解释如何在这种能量分离的手征角的依赖关系的库仑交换相互作用，并阐述了主导地位的$K_{A_1'}$声子边带的区域中心声子边带在很宽的手征。从这些数据中产生的Kataura图定性地很好地描述了理论，但边带之间的能量分离显示出比预测更大的手性依赖性。后一种观察结果可能表明，在$K$点附近的相关声子的色散比从有限距离力模型中预期的要大。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall
Alteration of superconductivity of suspended carbon nanotubes by deposition of organic molecules
我们已经改变了单壁碳纳米管悬挂绳的超导电性，通过涂上有机聚合物。在涂覆后，绳索的正常状态电阻变化小于20%。但是超导性，在裸绳上表现为低于300 mK的显著电阻下降，逐渐被抑制。我们将其与径向呼吸模式的抑制相关联，该模式是用拉曼光谱在悬浮的单壁和双壁碳纳米管上测量的。这表明呼吸声子模式是碳纳米管中超导性的原因。
2005-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Metrological Investigation of the (6,5) Carbon Nanotube Absorption Cross Section
利用单纳米管吸收显微镜，我们测量了（6，5）碳纳米管在二阶光学跃迁时的吸收截面。我们得到的值为3.2 × 10 ~（-17）cm ~ 2/C原子，精度为15%，准确度低于20%。这构成了第一个手性识别的纳米管的吸收截面研究。相关的吸收-发光显微镜上进行的长纳米管揭示了激子扩散的纳米管的直接表现。
2013-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Breathing Mode of a Skyrmion on a Lattice
对$500\times500$晶格上经典自旋守恒系统中Skyrmion的呼吸模进行了数值研究，该呼吸模对应于Skyrmion的尺寸和手征角的耦合振荡。计算了振荡频率对磁场的依赖关系。它在小磁场下是线性的，在增大磁场时达到最大值，然后当磁场接近阈值时急剧趋于零，超过阈值时，skyrmion失去稳定性并崩溃。物理上透明的分析模型，定性地解释了结果，并提供了一个接近数值计算的振荡频率的场依赖性。结果表明，一个大幅度的呼吸运动中的Skyrmion手征角$γ$是在一个方向上旋转强烈阻尼，并迅速结束的Skyrmion崩溃。相反，其中$γ$振荡的较小幅度呼吸运动是无阻尼的。
2019-06-21 cond-mat.mes-hall
Ballisticity of nanotube FETs: Role of phonon energy and gate bias
我们研究了电子-声子散射和栅极偏压在降低纳米管MOSFET驱动电流中的作用。我们的主要结果是：（i）仅当栅极电压高于明确定义的阈值时，光学声子散射才显著降低驱动电流。这意味着弹性散射机制对纳米管MOSFET最有害。(ii)对于可比的平均自由程，较低的声子能量导致较大的驱动电流的退化。因此，对于半导体纳米线FET，驱动电流将比碳纳米管FET更敏感，因为半导体中的声子能量更小。(iii)径向呼吸模式声子引起驱动电流的明显减小。
2005-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Coherent Phonon Generation in Single-Walled Carbon Nanotubes through Near-Band-Edge Excitation
我们观察到了单壁碳纳米管中通过最低能量（E11）带间跃迁激发的径向呼吸模（RBM）的大振幅相干声子振荡。与先前研究的通过更高能量（E22）跃迁激发的相干声子相反，这些RBM在（n-m）mod 3 = 1和-1纳米管之间显示出相当的强度。我们还发现了新的非共振激发RBM在E11跃迁以上的~300 meV的激发范围内，我们归因于强激子-声子耦合产生的多声子副本。
2009-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast vibrational motion of carbon nanotubes in different pH environments
我们利用飞秒泵浦-探测脉冲拉曼技术研究了胶束悬浮单壁碳纳米管（SWNTs）在不同pH环境中的超快动力学行为。径向呼吸模式（RBM）的相干声子谱的结构表现出显著的pH依赖性，我们将其归因于单壁碳纳米管表面的质子化效应，从而导致半导体单壁碳纳米管的电子性质发生改变.使用时间-频率变换的时域数据的分析也揭示了第二瞬态纵向呼吸模式，其在1 ps的光激发后消失。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall physics.med-ph
Theory of Exciton Energy Transfer in Carbon Nanotube Composites
我们计算了半导体单壁碳纳米管（SWNTs）之间的激子转移（ET）速率。我们发现，文献中报道的宽范围的测量的ET率的主要原因是1）激子限制在局域量子阱中源于环境中的无序和2）激子热化之间的暗态和亮态由于管内散射。单壁碳纳米管激子态的计算通过求解Bethe-Salpeter方程使用紧束缚基函数。通过费米黄金法则计算了由于管间库仑相互作用引起的ET率。在原始样品中，具有相似手性的平行（成束）SWNT之间的ET速率非常高（$\sim 10^{14}\;\text{s}^{-1}$），而不同或非平行管的ET速率相当低（$\sim 10^{12}\;\text{s}^{-1}$）。激子限制使相同手性平行单壁碳纳米管之间的ET速率降低了两个数量级，但在其他方面几乎没有影响。因此，在大多数测量中的ET速率将在$ 10^{12}\;\text{s}^{-1}$的量级上，而不管管的相对取向或手性如何。亮态和暗态之间的激子热化进一步将ET速率降低到约$10^{11}\;\text{s}^{-1}$。ET率也随着温度的升高而增加，并且随着周围介质的介电常数的增加而减小。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electroabsorption study of index-defined semiconducting carbon nanotubes
报道了具有良好识别性的指数定义的半导体碳纳米管的电吸收光谱。高清晰度的电吸收光谱的测量可以直接与独特的纳米管手性。结果表明，至少在有限的直径范围内，电吸收与纳米管的激子结合能成正比。电吸收是一种直接探测碳纳米管激子态的有力技术，有望成为未来基于碳纳米管的光子器件如电吸收调制器中激子原位研究的有用工具。
2015-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetically Induced Field Effect in Carbon Nanotube Devices
具有由准金属碳纳米管（CNT）形成的导电通道的三端器件被示出为在强磁场下作为基于纳米管的场效应晶体管操作。器件的关态电导随磁通量强度呈指数变化。我们提取的准金属CNT的手性以及肖特基势垒形成的金属纳米管接触的温度依赖性的磁导测量的特性。
2007-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and Electronic Properties of Graphdiyne Carbon Nanotubes from Large-Scale DFT Calculations
使用大规模的DFT计算，我们研究了扶手椅和锯齿形石墨二炔纳米管的结构和电子性质作为尺寸的函数。为了深入了解这些属性，我们提出了新的详细计算的结构弛豫能，有效的电子/空穴质量，和尺寸缩放的带隙的大小和手性的函数，使用精确的屏蔽交换DFT计算。这些计算提供了迄今为止最大的石墨二炔纳米管的结构和电子性质的系统评估-高达1，296个原子和23，328个基函数。我们的计算发现，锯齿形石墨二炔纳米管（GDNT）的结构更稳定相比，扶手椅GDNT相同大小。此外，这些大规模的计算使我们能够提出简单的分析公式，以指导未来的实验工作，估计这些独特的纳米管作为手性和直径的函数的基本带隙。虽然扶手椅型和锯齿型GDNT的带隙可以作为尺寸的函数进行调节，但这两种不同手性中的每一种的电导率明显不同。锯齿形GDNT具有更宽的价带和导带，并且预计具有比扶手椅型GDNT更高的电子和空穴迁移率。
2018-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polaron Induced Deformations in Carbon Nanotubes
我们计算的第一次完整的弹性形变，以及长度，自陷电子状态的一般半径和手性的碳纳米管，在统一的框架内，最近推出的两个领域模型的机电碳纳米结构。我们发现，变形是高度非单调的手征角，而极化子的长度不是。应用包括纳米机械装置，如电或光驱动的纳米致动器。
2009-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fundamental Optical Processes in Armchair Carbon Nanotubes
我们已经使用合成后的分离方法的基础上密度梯度超离心和DNA为基础的离子交换色谱法，以产生强烈富集扶手椅纳米管的光谱研究的水悬浮液。通过共振拉曼光谱的径向呼吸模式的声子，我们提供了宏观和明确的证据，密度梯度超离心可以丰富扶手椅纳米管。此外，使用传统的，在近红外和可见光范围内的光学吸收光谱，我们表明，扶手椅型纳米管的带间吸收是强烈的激子。最后，通过检查拉曼光谱中的G带模式，我们确定观察到的宽，较低的频率（G^{-}）的功能是与非扶手椅“金属”纳米管共振的结果。这些关于金属碳纳米管中基本光学吸收和散射过程的发现为进一步的光谱研究奠定了基础，以探测一维多体物理现象。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain energy calculations of hexagonal boron nanotubes: An ab-initio approach
用从头计算方法研究了小直径六方硼纳米管的曲率效应。所考虑的硼纳米管的构象即扶手椅（3，3），锯齿形（5，0）和手性（4，2），分别由12，20和56个原子组成。应变能的评估，以检查曲率效应。结果表明，六边形BNT的应变能强烈依赖于半径，而三角形BNT的应变能依赖于半径和手性。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-Dependent Properties of Carbon Nanotubes. Electronic Structure: Optical Dispersion Properties, Hamaker Coefficients and van der Waals - London dispersion interactions
能量高达30 eV的光色散谱在理解单壁碳纳米管（SWCNTs）的手性相关的范德华伦敦色散相互作用中起着至关重要的作用。我们使用基于单电子理论的计算，以获得能带结构和频率依赖的介电响应函数从0-30 eV的64个不同的半径，电子结构分类，和几何形状的单壁碳纳米管。所得到的光学色散特性可以在三个不同的能量区间（M、pi和sigma，分别表示0-0.1、0.1-5和5-30 eV区域）上和在高于或低于0.7 nm的区折叠极限的半径上分类。虽然对于给定的电子结构类型，π峰随半径系统地变化，但峰与高于区折叠极限的管半径无关，并且完全取决于SWCNT的几何形状。基于这些计算的单电子介电响应函数，我们计算和审查范德华-伦敦色散谱，全谱Hamaker系数，和范德华-伦敦色散相互作用能的所有计算的频率相关的介电响应函数。我们的研究结果进行分类使用一个新的光学介电函数分类方案，根据观察到的趋势和显着的功能（如金属悖论）在0-30 eV部分的光学色散光谱的纳米管组。虽然这些光谱中的趋势在区域折叠直径极限处开始分解，但相关的范德华-伦敦色散光谱中的趋势倾向于一直保持稳定，直到给定类别中最小的单壁碳纳米管。
2012-11-01 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium electron charging in carbon-nanotube-based molecular bridges
我们的证据的重要性，电子充电的非平衡条件下的碳纳米管为基础的分子桥，使用自洽的格林函数方法与扩展的休克尔哈密顿量和三维泊松求解器。我们的分析表明，这样的功能是高度依赖于手性的碳纳米管以及接触金属的类型，空调在非广义的方式系统的传导机制。基于其对输运的影响，我们认为，自洽性是必不可少的半导体纳米管的电流-电压计算，而在金属的情况下不太重要。
2007-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent monochromatic phonons in highly-purified semiconducting single-wall carbon nanotubes
我们利用飞秒泵浦-探测脉冲拉曼技术研究了高纯度定向半导体单壁碳纳米管（SWCNTs）中相干光学声子的偏振依赖性。相干声子谱的径向呼吸模式（RBM）表现出不同的单色频率之间的薄膜和溶液样品，表明存在不同的激子激发过程。通过改变入射泵浦光在取向单壁碳纳米管薄膜上的偏振态，我们发现相干RBM激发的各向异性取决于激光波长，我们认为这与RBM激发的共振和非共振行为有关。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum model of phonon transport and heat conductivity in carbon nanoclusters and nanotubes
建立了一个复近似声子量子离散模型（PQDM），用于描述锯齿形和扶手椅形两种零手性碳纳米结构中声子的动力学、动力学和统计特性。该模型允许将与其他子系统（电子、光子、杂质和缺陷）的相互作用纳入纯声子问题。我们预测平面C-结构是几何稳定的，在强电场作用下可以桥接极间空间.得到了碳纳米管广义热导率方程的精确解。分析了管内的温度分布。提出了强相互作用时的对角化方法。结果表明，热导率随声子平均自由程（PMFP）的增大呈二次函数关系。计算了碳直线管的热容和熵随温度的变化关系。我们的理论方法解释了碳和类碳材料中良好TC的性质，即软振动分支（在热能下具有高态密度的低频径向呼吸模式声子）的存在伴随着结构硬度（高频$ϕ$ -和z-分支）提供大PMFP。计算了周围介质中高导通道的TC系数。分析了导热阻尼的机理.两种竞争趋势在中温（100-300）K产生TC最大值。结果表明，有效热导率随纳米管浓度的增加呈强非线性增长。结果表明，扶手椅型纳米管插入介质或其涂层的聚乙炔分子显着改变径向呼吸声子的结构。
2003-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Angular momentum and topology in semiconducting single-wall carbon nanotubes
利用谷态轨道角动量将半导体单壁碳纳米管分为两类，这有助于研究有限长单壁碳纳米管的低能电子性质。通过分析切割线，由整数$d$给出分类，该整数是指定纳米管手性的两个整数$n$和$m$的最大公约数。对于$d$等于或大于4的情况，来自两个谷的两个最低子带相对于纳米管轴具有不同的角动量。反映了两个谷的退耦，在有限长的纳米管的离散能级表现出近四倍的简并和它的自旋轨道相互作用的小电梯。对于$d$小于或等于2的情况，其中来自两个谷的两个最低子带具有相同的角动量，离散能级表现出反映两个谷的耦合的四倍简并的提升。特别地，当手征性接近扶手椅手征性时，两个谷强耦合。通过提取具有相关角动量的态，得到了一个有效的一维晶格模型，揭示了本征态中的谷耦合。体-边对应关系，即边态数与相应体系统中计算的缠绕数之间的关系，通过使用辐角原理解析地示出，这使得我们能够从体性质估计边态数。边缘态的数目不仅与手性有关，还与边界的形状有关。
2016-03-21 cond-mat.mes-hall
Why do nanotubes grow chiral?
碳纳米管（CNT）具有巨大的技术潜力。只有当人们以实际的方式控制CNT手性时，才能利用它，CNT手性是管状碳拓扑结构的特征，它支配着CNT的所有性质-电子，光学，机械。在过去十年中，催化生长的实验一再揭示了对最小手性（近扶手椅）CNT的令人费解的强烈偏好，挑战了任何现有的假设，并将手性控制变得更加诱人，但却使其难以理解。在这里，我们结合CNT/催化剂界面热力学与动力学生长理论表明，不寻常的近扶手椅峰出现从两个对立的趋势：精力充沛的偏好对非手性CNT/催化剂界面与更快的增长手性CNT。这种狭窄的分布与简单函数x*exp（-x）的峰值行为密切相关。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
