Wall "thickness" effects on Raman spectrum shift, thermal conductivity, and Young's modulus of single walled nanotubes
从理论上证明了在有限温度下，单壁碳纳米管的有效壁厚应为$W=W_s+W_d$，其中$W_s$为最外层电子轨道的扩展所定义的静态壁厚，$W_d$为由于原子热振动所引起的动态壁厚.分子模拟和理论分析均表明$W_d$与$\sqrt{T}$成正比。我们发现动态厚度随温度的增加是拉曼光谱移动的主要机制。动态厚度的引入改变了关于杨氏模量的一些结论，并降低了热导率的值。
2005-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Chiral Transport in Carbon Nanotubes
基于手性纳米管与经典螺线管的相似性，我们研究了手性纳米管中沿圆周方向的输运。我们计算了手性电导率，代表一个圆周电流沿碳纳米管轴的电场为各种手性的碳纳米管。我们发现，在手性纳米管的手性电导率一般是非零的，并作为费米能量的函数振荡。这种振荡行为归因于纳米管的子带结构和费米面的翘曲。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of one-, two- and three-dimensional carbon
由于其独特的化学多功能性，碳原子可以形成一维，二维和三维结构。在导热性方面，碳多晶型物覆盖从具有无定形碳的非常低的值到具有金刚石、碳纳米管和石墨烯的非常高的值的宽范围。黑碳石是一类三维全共价sp $^2$键合的碳多晶型物，具有与石墨烯和碳纳米管相同的局部化学环境，但具有负高斯曲率。采用基于Tersoff经验势的分子动力学模拟，计算了（10，0）碳纳米管、石墨烯和两种不同曲率的施瓦济体的热导率.我们发现，施瓦济特提出的热导率两个数量级小于纳米管和石墨烯。非谐晶格动力学计算结果表明，在施瓦济体中，声子群速度和平均自由程比在纳米管和石墨烯中小得多，解释了这种差异的原因。除了可调的电子特性外，它们降低的热导率表明，施瓦济石可以为具有高转换效率的全碳热电技术铺平道路。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductivity of Single Wall Carbon Nanotubes: Diameter and Annealing Dependence
体单壁碳纳米管（SWNT's）的热导率k（T）在低T下显示出线性温度依赖性，这归因于声子的一维量子化。为了进一步探讨这个问题，我们测量了具有不同平均管直径的样品的k（T）。我们观察到线性k（T）更高的温度在样品中具有更小的直径，在协议的量化图片。此外，我们还研究了退火对k（T）的影响。我们观察到退火样品的k（T）的增强，这归因于缺陷的愈合和杂质的去除。这些测量结果表明，单壁碳纳米管材料的热性能可以通过操纵其固有的纳米级性能来控制。
2001-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Uniform Peak Optical Conductivity in Single-Walled Carbon Nanotubes
最近在单壁碳纳米管中的测量显示，在共振时，所有纳米管显示出约$e^2/h$的相同峰值光学电导率，与半径或手性无关[Joh \emph{et al.}，\emph{Nature Nanotechnology} \textbf{6}，51（2011）]。我们表明，这种均匀的峰值电导率是相对论能带结构和库仑相互作用的强度在碳纳米管的结果。我们进一步构建了一个极简主义模型的激子动力学，描述了一般的现象，并提供了一个准确的预测的数值的峰值光导。这项工作说明了需要仔细处理的弛豫机制建模碳纳米管的光电性能。
2011-01-18 cond-mat.mes-hall
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
Plasmonic Nature of the Terahertz Conductivity Peak in Single-Wall Carbon Nanotubes
等离子体激元共振有望在太赫兹频率范围内发生在金属和掺杂的半导体碳纳米管中，但迄今为止，它的令人信服的鉴定还很难实现。通常观察到的碳纳米管集合体的太赫兹电导率峰的起源仍然存在争议。在这里，我们提出了高度富集的金属和半导体纳米管薄膜的光学，太赫兹和直流传输测量的结果。一个广泛而强大的太赫兹电导率峰出现在这两种类型的薄膜，其行为是一致的等离子体共振的解释，坚定地排除了其他替代解释，如吸收由于曲率引起的差距。
2013-12-14 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
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
Improved Electrical Conductivity of Copper and Nitrogen Functionalized Carbon Nanotubes
本研究采用第一性原理计算考察铜、氮掺杂及缺陷对金属型和半导体型碳纳米管电输运的影响，发现N-吡咯氮官能团可使半导体型CNT导电性较仅掺铜提高约30倍，且预测与实验吻合。
2024-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reply to comment "Divergent and Ultrahigh Thermal Conductivity in Millimeter-Long Nanotubes"
我们很遗憾PRL没有接受我们的回复。我们相信，我们的答复和原始文件（物理学评论快报。118，135901（2017））是健全和正确的。我们在这里发表我们的回复，让读者来判断。
2018-06-29 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductance of an Individual Single-Wall Carbon Nanotube above Room Temperature
悬浮的金属单壁碳纳米管（SWNT）的热性能提取其高偏压（I-V）的电特性在300-800 K的温度范围内，通过焦耳自加热实现。对于长2.6 μ m、直径1.7 nm的单壁碳纳米管，在室温下的热导率约为2.4 nW/K，热导率接近3500 W/m/K。在温度范围的上端观察到热导率的急剧下降，这归因于两个声学模式和一个光学模式之间的二阶三声子散射。我们讨论了不确定性的来源，并提出了一个简单的分析模型，包括长度和温度依赖性的单壁碳纳米管的热导率。
2005-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of conductivity cross over in entangled multi-walled carbon nanotube network filled by iron
一个现实的运输模型显示之间的相互作用的跳跃运输的铁填充纠缠的多壁碳纳米管（MWNT）的外壳和通过管的内部部分的扩散运输，作为填充百分比的函数，开发。该模型是基于低温电阻率和磁阻（MR）测量。在低温下的电导率显示出从Efros-Shklovski（E-S）可变范围跳跃（VRH）到Mott VRH的交叉，在相邻管之间的3维（3D）中，随着MWNT中的铁重量百分比从11%增加到19%。在跳跃制度的MR是强烈依赖于温度以及磁场，并显示出积极和消极的迹象，这是讨论的波函数收缩和量子干涉效应，分别。铁的百分比从19%到31%的进一步增加给出了从Mott VRH到3D弱局部化（WL）的电导率交叉。这种变化归因于在纳米管的核心处形成长的铁纳米线，这在最低测量温度下产生长的退相长度（例如30 nm）。虽然该网络中的整体输运由3D WL模型描述，但表示为L_phi ~T^-0.3的非弹性散射长度的弱温度依赖性表明，由于在管内部形成长Fe纳米线，网络中可能存在一维通道，这可能在随机结构中引入对齐。
2011-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Differential Conductivity in Carbon Nanotubes in the Presence of an External Electric Field
利用玻尔兹曼方程，从理论上研究了外加电场E（t）对碳纳米管中电子输运性质的影响。推导出电流密度方程。当ωτ<<1（准静态情况）时，微分电导率为负。我们在恒定电场E_o等于交流电场E_1的幅值且峰值随E_1的增大而减小的附近观察到这种现象。这种现象也可以用于产生太赫兹辐射而没有电流不稳定性。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Modification of Thermal Conductivity of PMMA and PC by making their Nanocomposites with Carbon Nanotubes
PMMA和聚碳酸酯（PC）是很好的低成本材料，可以很容易地定制和成型。然而，它们具有差的机械、热和电性能，这些性能在几种应用中需要增强，在这些应用中，除了高强度之外，快速传热成为必要条件。碳纳米管（CNT）是一种具有优异力学性能和输运性能的新型材料。在本文中，我们报告的结果制造不同浓度的碳纳米管与PMMA和PC的复合材料和测量的热导率数据通过一个简单的瞬态热流。制造了直径约为2 cm、厚度为0.2 cm的圆盘状样品，CNT浓度变化高达10 wt %。通过将盘的一端保持在蒸汽温度下，在10秒后记录每个样品的另一端的温度。温度的升高与适当校准的热导率相关。我们发现，PMMA和PC测量高的热导率与碳纳米管浓度的增加。PMMA的热导率在10wt%的CNT下从约0.2W/mK上升到0.4W/mK，而对于PC，其在10wt%的CNT下从约0.2W/mK上升到0.9W/mK。因此观察到，通过在PMMA和PC中仅使用高达10重量%的CNT来制造基于CNT的复合材料并且使得这些材料中的热耗散更快，可以容易地实现热性能的改性。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanotube composites for thermal management
单壁碳纳米管（SWNTs）被用来增强工业环氧树脂的热传输性能。加载有1wt%未纯化的单壁碳纳米管材料的样品在40 K下显示出70%的热导率增加，在室温下上升到125%;由于1wt%加载的气相生长碳纤维的增强小三倍。电导率数据显示0.1和0.2重量%的单壁碳纳米管负载之间的渗流阈值。维氏硬度单调上升与单壁碳纳米管负载高达3.5的因素在2重量%。这些结果表明，单壁碳纳米管-环氧树脂复合材料的热性能和机械性能得到改善，而不需要化学官能化的纳米管。
2002-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of nanotube length and density on the plasmonic terahertz response of single-walled carbon nanotubes
我们在频率0.3-1000 THz和温度10-530 K范围内测量了由不同平均长度的成束单壁碳纳米管（CNTs）组成的薄膜的电导率谱。所观察到的温度引起的太赫兹电导率谱的变化强烈依赖于平均CNT长度，与1太赫兹左右的电导率增加/减少，随着温度的增加，短/长管。这种行为起源于电子散射速率的温度依赖性，我们从10 $μ$ m长度的CNT在0.3-2 THz范围内测得的电导率的Drude拟合中获得。这种随温度增加的散射率导致随后在较高温度下观察到的THz电导率峰的加宽，以及随着CNT长度的增加而向较低频率的偏移。最后，我们表明，电导率随温度的变化不仅取决于管的长度，但也随管的密度。我们记录的有效电导率的复合膜，包括WS $_2$纳米管和CNT的混合物与CNT密度的范围内的频率在0.3-1太赫兹，发现电导率增加/降低为低/高密度膜的温度升高。这种效应是由于复合膜中导电路径的有效长度的密度依赖性而产生的，这再次导致太赫兹电导率峰的移位和温度依赖性加宽。
2017-10-21 cond-mat.mes-hall
Conductivity and Atomic Structure of Isolated Multiwalled Carbon Nanotubes
我们报告相关的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和运输测量一系列孤立的多壁碳纳米管。高分辨透射电镜观察，通过揭示相关的结构特征的管，揭示了一些光的各种观察到的传输行为，从半导体到准金属型。非欧姆行为观察到某些样品表现出“竹状”的结构缺陷。最导电样品的电阻，测量到20 mK，表现出明显的最大值在0.6 K和强的正磁阻。
1997-10-30 cond-mat.mes-hall
Influence of O2 and N2 on the conductivity of carbon nanotube networks
我们进行了单壁碳纳米管（SWNT）网络的实验，并与密度泛函理论（DFT）计算比较，以确定观察到的网络电导率对物理吸附的O2和N2的敏感性的微观起源。先前对孤立的原始单壁碳纳米管的传输函数的DFT计算发现，物理吸附的分子对它们的电导率几乎没有影响。然而，通过计算交叉单壁碳纳米管结的四端传输函数，我们表明，物理吸附的O2和N2确实影响结的电导。这可以被理解为由于通过分子轨道的跳跃而导致的隧穿概率的增加。我们发现，O2的效果比N2大得多，半导体而不是金属单壁碳纳米管结，与实验一致。
2010-01-14 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of molybdenum disulfide nanotube from molecular dynamics simulations
单层二硫化钼（SLMoS 2）是一种具有本征带隙和高电子迁移率的半导体材料，由于其独特的电学、光学、力学和热学性质而受到人们的广泛关注。近年来，人们对SLMoS 2的导热性能进行了广泛的研究，但对二硫化钼纳米管（MoS 2NT）的研究较少。本文研究了温度、尺寸和应变对MoS 2NT热导率的综合影响。在锯齿形纳米管的热导率中发现了手征性相关的应变效应，其中声子群速度可以被应变显著降低。结果表明，在200 ~ 400 K范围内，热导率与温度呈~T-1关系，在10 ~ 320 nm范围内，热导率与长度呈~L \b{eta}关系。这项工作不仅提供了可行的策略来调节MoS 2NT的热导率，但也提供了有用的见解的基本机制，管理的热导率，这可用于在光学，电子和热电器件的低维材料的热管理。导论.
2019-06-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ultrahigh convergent thermal conductivity of carbon nanotubes from comprehensive atomistic modeling
一维纳米结构（如纳米管和纳米线）中的异常热传输是凝聚态和统计物理学中广泛争论的问题，实验和模拟中的证据相互矛盾。使用一个全面的建模方法，包括晶格动力学和分子动力学模拟，我们证明了无限长的限制（10，0）单壁碳纳米管的热导率是有限的，但这个限制只达到宏观长度由于热声子平均自由程几毫米。我们的计算表明，该系统在室温下极高的热导率是由量子效应决定的。模态分析表明，发散性质的热导率，在一维模型系统中观察到的，被抑制在碳纳米管的非谐散射通道提供的弯曲和光学模式与偏振在垂直于运输方向的平面。
2021-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Anomalous thermal conductivity in multiwalled carbon nanotubes with impurities and short-range order
低温热导率和热电势的多壁碳纳米管考虑在一束纳米管的计算考虑到多重散射的杂质（如单个碳原子）的原子上的电子和短程有序区域所产生的由于一些分布的杂质。计算是在温度图解Feynman技术的基础上实现的，在T<50K时，对于直径小于或等于10nm的多壁碳纳米管，我们的研究结果与相应的实验数据在定量和定性上都很好地吻合。
2010-07-26 cond-mat.mes-hall hep-th
Thermal transport measurements of individual multiwalled nanotubes
利用微制造悬浮装置测量了单个碳纳米管的热导率和热电势。所观察到的热导率在室温下超过3000 W/K m，这比使用宏观垫样品的先前实验的估计高两个数量级。纳米管的热导率的温度依赖性表现出一个峰值在320 K由于Umklapp声子散射的发病。测得的热电功率显示出线性温度依赖性，在室温下的值为80 $μ$ V/K。
2001-06-27 cond-mat.mes-hall
The unexpected thermal conductivity from graphene disk, carbon nanocone to carbon nanotube
石墨烯和单壁碳纳米管（SWCNT）因其超高的导热性能而引起人们的极大关注。然而，很少有工作探讨其导热系数的定量关系。碳纳米锥（CNC）是介于石墨烯盘（GD）和单壁碳纳米管（SWCNT）之间的梯度结构。采用非平衡分子动力学（NEMD）模拟方法研究了不同顶角的CNC的导热性能，并与GD和SWCNT的导热性能进行了比较。我们的研究结果表明，不同的单壁碳纳米管的均匀的导热系数，CNC也有一个自然的梯度导热系数，这是类似的GD。出乎意料的是，当顶角从180°（GD）减小到19°时，分级率几乎保持不变，但当顶角从19°减小到0°（SWCNT）时，分级率突然下降到零。更有趣的是，当原子间力常数变小和平均自由程变短时，梯度效应并没有减弱。也就是说，除了纳米级之外，可以在宏观尺度石墨烯或CNC结构中观察到梯度效应。
2016-12-19 cond-mat.mes-hall
Microscopic mechanism of tunable thermal conductivity in carbon nanotube-geopolymer nanocomposites
本文通过分子动力学模拟研究碳纳米管的尺寸、含量和分布对地质聚合物纳米复合材料热导率的影响，结合声子态密度等分析微观机制，发现碳纳米管引发显著的尺寸效应，且其含量变化导致热导率因界面热阻和声子散射产生显著升降，为可调热导率提供了理论指导。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Thermal transport in silicene nanotubes: Effects of length, grain boundary and strain
由于硅烯纳米管在下一代纳米电子器件工程中的应用，硅烯纳米管中的热输运行为变得更加重要。采用非平衡分子动力学（NEMD）模拟方法研究了不同长度和直径的硅烯纳米管的热导率。我们进一步探讨了在300-700 K范围内的晶界、应变、空位缺陷和温度对热导率的影响。我们的结果表明，热导率随长度的变化范围约为24-34 W/m.K，但表现出不敏感的直径和手性。此外，由晶界组成的硅纳米管的热导率比原始纳米管低近30%。通过计算声子功率谱密度，讨论了晶界对系统电导率抑制的机制。我们发现，通过增加的缺陷浓度和温度，系统的热导率下降理想。此外，对于应变的纳米管，我们观察到的热导率意外的变化，使电导率首先显着增加与拉伸应变，然后开始下降。扶手椅形和锯齿形边管的最大导热系数分别出现在应变约3%和5%时，比未应变结构的导热系数提高了约28%。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
High Frequency Conductivity of Hot Electrons in Carbon Nanotubes
研究了在交直流驱动场作用下，非掺杂单壁非手性碳纳米管中超热电子的高频电导率。我们半经典地研究了在有和没有热电子源的情况下，通过求解玻尔兹曼输运方程来推导电流密度。归一化电流密度与交流场频率的关系曲线显示，由于足够强的热电子注入，在较低频率下归一化电流密度的最小峰和最大峰都有所增加。所施加的交流场起着双重作用，抑制CNT中的空间电荷不稳定性，同时泵送用于低频产生和放大THz辐射的能量，其在非常不同的科学和技术领域中具有巨大的有前途的应用。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
Simultaneously Enhanced Tenacity, Rupture Work, and Thermal Conductivity of Carbon Nanotubes Fibers by Increasing the Effective Tube Contribution
尽管单个碳纳米管（CNT）作为聚合物链的组分是优越的，但是由于缺乏将CNT有效地嵌入超结构中的合成方法，CNT纤维（CNTFs）的机械和热性能仍然劣于商业合成纤维。机械增强的常规技术的应用导致目标性质的温和改善，同时在其他方面最多实现平价。在这项工作中，一个双拉伸技术的发展，变形连续生长的碳纳米管和重新排列的组分碳纳米管在介观和纳米级形态。因此，所得CNTF的机械和热性能可以共同改善，并且同时达到其具有比强度（韧性）$\rm\sim3.30\,N\,tex^{-1}$、断裂功$\rm\sim70\,J\,g^{-1}$和热导率$\rm\sim354\,W\,m^{-1}\,K^{-1}$的最高性能，尽管从商业低结晶度材料（$I{\rm_G}:I{\rm_D}\sim5$）开始。经过加工的CNTF比类似的碳纤维、Zylon、Dyneema和Kevlar更通用。此外，基于用原位拉伸拉曼光谱测量的单个CNT上的负载转移效率的证据，我们发现性能增强的主要贡献者是（1）承载CNT束的比例增加和（2）附着在这些束上的管的有效长度的延伸。
2022-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum capacitance governs electrolyte conductivity in carbon nanotubes
针对碳纳米管电解质电导率异常偏高及表面电荷来源不明的问题，通过耦合量子碳纳米管与经典充电解质孔隙电容研究栅压作用，揭示其与电子态密度的关联，解释了金属性碳纳米管电导率更高的原因。
2023-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Theory of the Conductivity in Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes
单壁碳纳米管的导电性取决于间距。如果每个间距有整数个碳六边形，那么系统沿着管轴是周期性的，允许“空穴”（而不是“电子”）在管内移动。这种情况下占半导体行为的激活能的顺序约为3毫电子伏。由于节距和周长可以变化，因此存在活化能的分布。否则，纳米管表现出金属行为。“电子”和“空穴”可以在石墨烯壁中移动（二维）。如果忽略圆周的有限性，则壁中的传导与石墨烯中的传导相同。由声子交换吸引在壁中运动形成的库珀对在低温（3 - 20 K）下产生与温度无关的导电。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport in Ultrahigh-Conductivity Carbon Nanotube Fibers
研究揭示了超高导电碳纳米管纤维中量子输运的相相干机制，通过混合3D+1D模型解释了弱局域化效应及温度依赖性。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Phonon-Assisted Intertube Electronic Transport in an Armchair Carbon Nanotube Film
本研究通过实验和理论计算证明，在扶手椅型碳纳米管薄膜中，声子辅助的相干管间电子输运是高温电导的主导机制，该薄膜有望用于室温相干电子器件。
2022-01-18 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Photoluminescence Excitation Spectroscopy of Carbon Nanotubes: Exploring the Upper Density Limit of One-Dimensional Excitons
利用非线性光致发光激发光谱研究了单壁碳纳米管中高密度激子的发光特性。随着激发强度的增加，由不同手性引起的所有发射峰在强度上显示出明显的饱和。每个峰都表现出与激发波长无关的饱和值，表明每个纳米管物种的激子密度都有上限。我们开发了一个理论模型的基础上激子扩散和激子-激子湮灭，成功地再现了饱和行为，使我们能够估计激子密度。这些估计的密度被发现仍然是大大小于预期的莫特密度，即使在饱和状态下，与传统的半导体量子线。
2008-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulating thermal conductivity through substrate coupling
本文提出了一种新的热导率调控方法--基片耦合法。通常，声子散射与衬底可以降低热导率，在最近的实验中观察到。然而，我们发现，在某些区域，耦合到基板可以增加热导率由于减少非谐声子散射引起的声子带的低波矢的移位。以这种方式，可以通过耦合到不同的基板来有效地操纵热导率，而不改变或破坏材料结构。通过计算改性的双壁碳纳米管的热导率以及碳纳米管内耦合的冰纳米管来证明这一想法。
2010-07-29 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Imaging Dissipation and Hot Spots in Carbon Nanotube Network Transistors
我们使用碳纳米管网络（CNN）晶体管的红外测温，并发现在操作过程中形成的独特的热点。然而，击穿时的平均CNN温度明显低于单个纳米管击穿时的预期温度，这表明纳米管结处的功率耗散极高。统计分析和与热模型的比较可以提取平均管-管结热阻，~4.4x10^11 K/W（热导率~2.27 pW/K）。这表明纳米管结对CNN传输、耗散和可靠性的影响比诸如低衬底热导率的外在因素大得多。
2011-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transduction between electrical energy and the heat in a carbon nanotube using a voltage-controlled doping
碳纳米管（CNT）的高电导率（~100 MegaSiemens/m）和塞贝克系数（Seebeck coefficient）>200 mkV/K使其在各种应用中具有吸引力。不幸的是，由于声子传输导致的高热导率~ 3000 W/（m*K）限制了它们在热和电之间转换能量的能力。在这里，我们表明，增加的载流子浓度不仅会导致增加的电导率和塞贝克系数，但也会导致显着抑制的热导率由于增强声子-电子碰撞。在CNT器件中观察到对应于有效电子温度变化~115 K的强转导效应，其中局部栅电极控制了相对端的电荷掺杂。热与电子子系统的能量之间的转换对应于令人印象深刻的品质因数冷ZT ~ 6和转换的功率密度P ~ 80 kW/cm ~ 2。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall
Self-organized composites of multiwalled carbon nanotubes and nematic liquid crystal 5CB: Optical singularities and percolation behavior in electrical conductivity
本工作讨论了填充有多壁碳纳米管（MWCNTs）和液晶（LC）复合材料的薄电光池中的光学奇异性和电导率行为。使用具有高纵横比的多壁碳纳米管$L/d\approx 300\div1000$和4-戊基-4-0-氰基联苯（4-pentyl-4-O-cyanobiphenyl））。通过将MWCNT（$0.0001\div0.1$ % wt）引入LC溶剂中并随后超声处理来制备复合材料。MWCNT浓度的增加（在$0.005\div0.05$ % wt之间）导致MWCNT的自组织和具有分形边界的微米级聚集体的形成。在约0.025%wt的逾渗阈值附近视觉观察到的跨越MWCNT网络的形成伴随着从非导电状态到导电状态的转变和光学奇异性的产生。实验结果表明，多壁碳纳米管与液晶介质之间存在强相互作用，多壁碳纳米管侧表面附近5 CB分子呈平面取向分布。据推测，光学奇点出现的结果与LC扰动的界面壳层覆盖的多壁碳纳米管簇的入射激光束的相互作用。讨论了界面壳层厚度在外加电场中的变化规律以及界面壳层厚度在各向同性转变附近的变化规律。
2009-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of carbon nanotubes parameters, boundary conditions, and scaling of the represetative volume on percolation and electric permeability of a nanocomposite
本文旨在开发一个数字孪生模型的多壁碳纳米管（MWCNT）/聚合物纳米复合材料的导电性。对碳纳米管均匀各向同性分布的典型体积元边界条件的各种表述进行了比较分析。研究了三种边界条件：RVE的统一边界势，两个RVE链的统一边界势和周期性边界势。它表明，正确计算材料的电导率，周期性的边界条件的RVE的实施是必需的;相反，使用统一的边界电位导致显着高估电导。针对不同体积分数（Vf）的CNT，确定平均电导率对RVE尺寸的敏感性。例如，发现RVE的5微米尺寸对于具有50 nm直径和5微米平均长度的CNT的1%Vf是最佳的。除了RVE的大小，我们验证了模型输出如何响应于CNT几何形状的调整参数而变化，例如曲率和扭转（扭曲）。我们发现存在的第二个参数，扭转，是必要的正确的电导率建模，因为单独使用的曲率导致不可避免的依赖于段的大小在CNT离散化。在文献中，由于电子的弹道输运，固有MWCNT电阻率的影响通常被忽略。为了验证这一假设，我们检查结果的灵敏度有限电阻率的碳纳米管。计算了不同模型参数下的渗流阈值和临界指数。研究了模型的有限尺寸效应对渗流阈值的影响。
2020-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduction of Phonon Lifetimes and Thermal Conductivity of a Carbon Nanotube on Amorphous Silica
我们使用分子动力学模拟来研究（10，10）碳纳米管（CNTs）中的声子寿命，无论是孤立的，当支持在无定形SiO2衬底。我们从计算的逆寿命中确定了Umklapp、正常、边界和CNT-衬底声子散射率。悬浮的碳纳米管的面内光学声子寿命在0.7-2 ps之间，与最近的实验一致，但与衬底接触会导致寿命降低至0.6-1.3 ps范围。支撑的CNT的热导率也被计算为比孤立的CNT的热导率低~ 30%。从CNT-衬底声子散射率估计的热边界电导是在很好的协议从格林-久保关系和以前的实验结果计算。结果强调，固体基板可以强烈影响，甚至可以用来调整碳纳米管的热性能。
2011-06-17 cond-mat.mes-hall
Electrical transport between epitaxial manganites and carbon nanotubes
在分子水平上进行自旋电子学的可能性可以在将完全自旋极化的氧化物（例如锰氧化物）与碳纳米管组合的装置中实现。然而，目前尚不清楚这种不同材料系统之间的电传输是否可行。在这里，我们表明，锰氧化物-纳米管-锰氧化物器件的室温电导率仅为类似的钯-纳米管-钯器件中记录的值的一半。有趣的是，前者在低于200 K的相对高温下的电导率显示出赝隙。我们的研究结果表明，新的自旋电子学异质结构，充分利用自旋极化的源和漏的可能性。
2005-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport on carbon nanotube networks: a multiscale computational approach
碳纳米管网络是用作可延展的、透明的导电膜的候选材料之一，其技术上有前景的应用是用作柔性电子显示器。无序分布在薄膜中的纳米管为载流子在整个系统中的传播提供了许多可能的路径，但是对于这种电荷传输如何发生的理论描述是相当具有挑战性的，因为涉及到固有的纳米管性质与网络形态方面的组合。在这里，我们试图在两个不同的长度尺度来描述这种薄膜的输运特性。首先，从一个纯粹的宏观的角度来看，我们进行了几何分析，显示网络连接如何取决于纳米管的浓度和它们各自的纵横比。一旦这样做了，我们就能够计算一个严重无序的网络膜的电阻率。与实验的比较为我们提供了一种推断相邻纳米管之间的结电阻的方法。此外，为了指导疯狂的搜索高导电性的纳米管网络膜，我们转向微观尺度，我们已经开发出一种计算有效的方法来计算这些网络的弹道输运。虽然弹道输运可能无法描述观察到的这些薄膜的传输性能，它无疑是有用的，在建立一个上限值的电导率。这可以作为一个指导方针，在多大的空间有改善这种网络的导电性。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall
Optical transparency and electrical conductivity of single-wall carbon nanotubes and of intermediate filaments of porcine Müller cells
在本研究中，我们继续调查的高对比度视觉在倒置的视网膜的脊椎动物的眼睛。本文报道了从猪视网膜Müller细胞中分离纯化中间纤维的方法。我们还报告了实验和理论方法的测量和计算的减少电阻率和光传输的IF和单壁碳纳米管（SWCNTs）。测得的折合电阻率值分别为（3.1+-0.3）*10^-4和（2.8+-0.2）*10^-4欧姆·米^-1厘米^2，与典型金属的电阻率值非常接近。本文报道了一种测量中间丝和单壁碳纳米管的光能传输的方法。我们发现，这些结构有效地沿其轴传递光能，光在结构的另一端重新发射。我们还报告了IF的光谱选择性。结果表明，我们在推导倒置视网膜高对比度视觉理论时所作的假设是正确的，并得到了目前报道的实验结果的充分支持。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall q-bio.BM
Band gap control of small bundles of carbon nanotubes using applied electric fields: A density functional theory study
在小的碳纳米管束中，碳纳米管之间的静电屏蔽导致由垂直于束轴的电场诱导的开关行为。利用第一性原理方法，我们研究了由两个或三个碳纳米管组成的束的电子结构以及垂直于束轴施加的电场的影响。所施加的场导致半导体束中的带隙闭合，而间隙开口发生在金属束中，这使得束电导率能够进行相当大的调制。调制效应源于相邻管壁之间的静电屏蔽引起的对称性破缺。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant optical gating of suspended carbon nanotube transistor
制造具有增强功能的更小晶体管对于扩展摩尔定律的限制和满足电子行业的需求至关重要。在这里，我们演示了晶体管操作中的悬浮单碳纳米管（CNT）使用反馈启用辐射压力的近场聚焦激光，使显着变化的导电性的CNT。此外，使用原位尖端增强拉曼光谱，我们表明，电导率的变化超过五个数量级是伴随着自感缺陷状态内的CNT。整个结构的尺寸小于10 nm，并显示出可扩展性的承诺。这是一种在纳米尺度上实现逻辑运算的新方法。
2016-07-09 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric performance of carbon nanotubes at elevated temperature
采用第一性原理计算和半经典玻尔兹曼理论研究了（10，0）单壁碳纳米管的电子和输运性质.发现（10，0）管具有相当大的塞贝克系数和电导率，这是良好的热电材料所非常需要的。结合非平衡分子动力学模拟预测的晶格热导率，对p型载流子，（10，0）管的室温ZT值为0.15。此外，ZT值具有很强的温度依赖性，在1000 K时可达0.77.这种ZT值可以通过同位素取代和氢在管上的化学吸附进一步提高到高达1.7。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall
Electrodynamics of carbon nanotubes with non-local surface conductivity
本文建立了碳纳米管非局域表面电导率的新电动力学框架，利用Kubo技术和Wiener-Hopf方法求解表面电流与电磁散射场，揭示非局域性产生的新型本征模，并分析了有限长碳纳米管上的光力及其在纳米天线等器件中的应用前景。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic conduction in multi-walled carbon nanotubes: Role of intershell coupling and incommensurability
多壁碳纳米管中弱耦合壳层之间的几何不相容性被证明是非常规电子传导机制的起源，电导的幂律标度，以及显着的磁输运和低温度依赖的电导率，当退相机制由弱电子-电子耦合主导时。
2001-07-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Heat transport in carbon nanotubes: Length dependence of phononic conductivity from the Boltzmann transport equation and molecular dynamics
在这篇文章中，我们解决单壁碳纳米管（CNT）的晶格热输运的玻尔兹曼输运方程（BTE）和经典的分子动力学（MD）模拟的框架内的三声子散射率的量子力学计算。根据一致的选择的经验，现实的原子相互作用势，我们比较管的长度依赖的晶格热导率（TC）在室温下确定从BTE的迭代解和从非平衡MD（NEMD）的方法。在短管的极限中发现了类似的趋势，其中在长度为$L\lesssim 1\,\rm{μm}$的CNT中普遍存在的弹道热传输的广泛制度被独立地证实。在长管的限制，BTE的方法表明，饱和TC与管的长度，而直接NEMD模拟管延伸到$L=10\,\rm{μm}$被证明是不足以解决的问题，是否完全扩散的热传输制度和TC的内在价值存在的碳纳米管。注意到声学声子的寿命在于饱和的TC与管的长度，根据BTE框架的心脏，我们补充声学声子的寿命的量子力学预测与声子模式的分析框架中的平衡MD（EMD）。一个正常模式分析（NMA），重点是长波长的声学模式证实了BTE预测，在长管限制的碳纳米管中的热传输是由纵向和扭转声子的低衰减率。
2020-04-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Hot electrons injection in carbon nanotubes under the influence of quasi-static ac-field
考虑了碳纳米管中的热电子注入，其中除了外加直流场（$\mathbf{E}$）之外，还同时存在准静态交流电场（即，当交流场的频率$ω$远小于散射频率$v$（$ω\ll v$或$ωτ\ll 1$，$v =τ^{-1}$，其中$τ$是弛豫时间）时）。理论上，通过求解半经典玻尔兹曼输运方程，在有和没有热电子源的情况下得到电流密度。在存在和不存在热电子的情况下，归一化电流密度与沿CNT的轴施加的直流场（$\mathbf{E}$）的关系图显示了最初的欧姆电导率和最终的负微分电导率（NDC），提供了$ωτ\ll 1$（即准静态情况）。当热电子轴向注入足够强时，锯齿形碳纳米管和扶手椅形碳纳米管分别在$\mathbf{E} \geq 75 kV/cm$和$\mathbf{E} \geq 140 kV/cm$附近出现了从NDC到正微分电导（PDC）的转变.因此，NDC区域的最重要的难题是空间电荷不稳定性可以被抑制，由于从NDC行为到PDC行为的切换，预测了太赫兹辐射的潜在产生，其应用在当今的技术，工业和研究中是相关的。
2015-10-23 cond-mat.mes-hall
Thermal stability and Thermal conductivity of pillared black phosphorene hybrid nanostructures:A molecular dynamics Study
本研究构建了一种新型柱撑黑色磷烯杂化纳米结构（PBP），并通过平衡态分子动力学模拟（EMD）研究了其热稳定性和热导率。结果表明，纳米管的弯曲和原子的强烈热振动是导致PBP在有限温度下失效的原因。归一化HCACF和运行热导率（RTC）随关联时间的变化表明，热导率随温度的升高而显著降低，这是由声子谱分析得到的声子耦合和散射引起的.我们的研究结果表明，柱撑黑磷烯的热导率是相对较低的柱撑石墨烯，黑磷，黑磷纳米管，这可能是有前途的一些特定的低维纳米结构为基础的热和纳米电子器件的应用。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall
Improving the conductance of carbon nanotube networks through resonant momentum exchange
我们提出了一种通过提高不同手性碳纳米管之间的电导来提高碳纳米管网络电导率的机制。我们认为，一般来说，一个弱的扰动可以大大提高管间电导，通过允许动量守恒隧穿。该机制进行了验证与紧束缚模型，允许调查其影响的网络包含一系列的手征。我们讨论了实际的实现，并得出结论，它可能是由弱的物理相互作用的影响，因此不需要化学键合到碳纳米管。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall
Frequency-dependent phonon mean free path in carbon nanotubes from non-equilibrium molecular dynamics
由于它们的长声子平均自由程（MFP）和高热导率，碳纳米管（CNT）是例如，去除电子设备的热量。然而，在非平衡态下，内禀声子MFP如何依赖于振动频率是未知的。我们确定的光谱分辨声子MFP同位素纯碳纳米管的光谱声子传输函数计算使用非平衡分子动力学，充分占阻声子-声子散射过程中通过原子间势能函数的非谐项。结果表明，低频声子（$f<0.5$ THz）的有效室温MFP超过$10$ $μ$ m，而高频声子（$f\gtrsim 20$ THz）的MFP在10- 100 nm范围内.由于确定的MFP直接反映了能量流的阻力，它们可以用于通过计算单个频率积分来精确预测任意管长度的热导率。所提出的结果和方法有望显着提高低维纳米结构的非平衡热输运的理解。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Dissertation Machine Learning in Materials Science -- A case study in Carbon Nanotube field effect transistors
UNIVERSITY OF CALIFORNIA Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本论文以碳纳米管场效应晶体管为例，探索了神经网络、基于模拟的推理和生成流网络等机器学习技术在预测器件性能、探测网络导电特性及生成加工信息方面的应用。
2025-01-19 cond-mat.mes-hall cs.LG physics.app-ph
Regulation of dispersion of carbon nanotubes in a mixture of good and bad solvents
研究了多壁碳纳米管（MWCNTs）在水-环己基吡咯烷酮（CHP）二元混合液中的悬浮液在加热和冷却循环过程中的微观结构和电导率。MWCNT的浓度在0 - 1重量%之间的区间内变化。二元混合物X =[水]/（[CHP]+[水]）中水的含量在0 - 1.0范围内变化。实验数据表明，MWCNT在良好（CHP）和不良（水）溶剂的混合物中的分散质量可以通过调整CHP+水混合物的组成来精细调节。讨论了X对多壁碳纳米管聚集能力的影响。多壁碳纳米管团簇的表面高度曲折，其分形维数df随着X的增加而增加，当X-> 1时接近-> 1.9。结果表明，表面张力不适合用于预测在良、劣溶剂混合体系中的分散能力。的电导率数据证明了一个模糊型的多阈值在调查中的系统中的渗流的存在。这种行为被解释为依赖于多壁碳纳米管浓度的不同的渗滤网络的形成。
2013-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
