Application of Thomas-Fermi model to fullerene molecule and nanotube
本文采用基于静电学和费米模型的半经典描述，计算了富勒烯分子和纳米管的电子壳层的尺寸。在该模型的框架内计算的富勒烯分子的电子壳层的内半径为0.2808 nm。外半径为0.4182 nm。实验值分别为0.279nm和0.429nm。这表明，半经典的方法提供了相当好的描述的尺寸的电子壳层的富勒烯分子。考虑了富勒烯分子中的两种偶极振荡，并计算了它们的频率。对纳米管也进行类似的计算。对于具有离子圆柱体半径的纳米管，Rn = 0.7 nm，在模型框架内计算的电子壳层的内半径为0.577 nm。外半径为0.816 nm。考虑了纳米管中三种类型的偶极振荡，并计算了它们的频率。
2007-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Bucky-Corn: Van der Waals Composite of Carbon Nanotube Coated by Fullerenes
单壁碳纳米管（SWCNT）表面能否覆盖一层C60，形成一个只有VdW相互作用的外配体纯碳杂化体？本文解决了这个问题，并证明了富勒烯壳层在这样的巴克玉米结构可以是稳定的。本文对单壁碳纳米管上的C60和C70分子、单壁碳纳米管上的C60二聚体以及单壁碳纳米管束上的C60分子的结构、稳定性和电子性质进行了理论研究。用分子动力学方法计算了巴基玉米的几何构型和总能量，用密度泛函理论方法模拟了电子能带结构.
2015-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiconducting Carbon Nanotubes in Photovoltaic Blends: the case of PTB7:PC60BM:(6,5) SWNT
碳纳米管与共轭聚合物和富勒烯衍生物的共混物是一种复杂的纳米复合体系，由于其光伏性能而引起了人们的极大兴趣。因此，更好地理解这些材料中的激子动力学对于提高激子太阳能电池的效率是重要的。在这里，我们研究了一个三元系统，其中聚合物PTB7和富勒烯衍生物PCBM集成与（6，5）单壁碳纳米管的电子物理。我们强调了单壁碳纳米管在激子解离和电荷转移过程中的贡献。这些发现可以是有用的，这些多组分系统的有机光伏开发，一般来说，光电应用。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall
Entropy Production from Spin--Vibrational Coupling in Endohedral-Fullerene Qubits Encapsulated in Suspended Carbon Nanotubes
Tufts University（塔夫茨大学）
研究端帽 fullerene 量子比特与悬空碳纳米管振动模式的耦合，分析熵生成机制及非平衡量子热力学中的不可逆性分布。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Substantial reduction of Stone-Wales activation barrier in fullerene
Stone-Wales转变是富勒烯、碳纳米管和其他碳纳米结构生长、转变和融合的关键机制。这些拓扑缺陷也显著改变了碳纳米结构的物理和化学性质。然而，这种转变在化学上受到非常高的活化能（在富勒烯中为\sim 7 eV）的限制，由于氢、额外碳原子的存在或由于内嵌金属掺杂，活化能会降低。使用第一性原理密度泛函计算，我们表明，取代硼掺杂大大降低了斯通-威尔士激活势垒（从\sim 7 eV到2.54 eV）。这种减少是迄今为止报告的所有屏障减少机制中幅度最大的。键合电荷密度和声子频率的分析表明，在和周围的B-杂富勒烯的活性斯通-威尔士网站的键弱化是负责这种减少。因此，在这样的杂富勒烯中，Stone-Wales缺陷的形成是促进的，并且预计会影响它们提出的H2存储特性。这种取代掺杂还可以改变碳纳米管和石墨烯纳米结构中的Stone-Wales活化势垒，并催化异构化、熔融和交联过程。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall
Transport of fullerene molecules along graphene nanoribbons
我们研究了C60富勒烯分子（巴基球）和短长度碳纳米管在石墨烯纳米带上的运动。我们证明，纳米边缘创建一个有效的潜力，保持碳结构的表面上。结果表明，C_（60）分子的运动特征与温度有关：在低温（T<150K）下，主要的运动形式是沿表面滑动，而在高温下，滑动被摇摆和滚动所取代。模拟的巴基球与包含的金属离子，如Fe@C60，表明这种分子复合物经历了滚动运动沿纳米取向与恒定的电场的作用下的恒定速度。在存在施加到纳米颗粒的热梯度的情况下观察到类似的效果，但是在这种情况下碳结构的迁移率在很大程度上取决于它们的尺寸和对称性，使得更大和更不对称的结构表现出低得多的迁移率。我们的研究结果表明，电泳和热泳都可以用来控制碳分子和富勒烯的运动，例如，排序它们的大小，形状和可能的夹杂物。
2012-06-02 cond-mat.mes-hall
Semiclassical approach to the description of the basic properties of nanoobjects
本文是一个审查的结果，在纳米物理学的半经典方法的框架内获得的。基于静电学和费米模型的半经典描述，计算了富勒烯分子和碳纳米管的电子壳层的尺寸。这种简化的方法在某些情况下会产生令人惊讶的准确结果。半经典的方法提供了相当好的描述的尺寸的电子壳层的富勒烯分子。考虑了富勒烯分子中的两种偶极振荡，并计算了它们的频率。对碳纳米管也进行了类似的计算。这些结果看起来相当合理。考虑了碳纳米管中的三种偶极振荡，并计算了它们的频率。计算了碳豆荚中离域电子的纵向集体振荡频率。金属团簇被模拟为球形。结果表明，金属团簇是稳定的，并计算了其体积模量和电子层相对于离子的偶极振荡频率。
2008-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Curvature effects on collective excitations in dumbbell-shaped hollow nanotubes
研究了表面曲率对一维哑铃形中空纳米管Tomonaga-Luttinger液体态的影响。发现表面曲率沿轴向的周期性变化显著提高了TLL指数，这归因于作用于低能电子在曲面上运动的有效势场.目前的结果占一维金属花生状富勒烯聚合物的TLL性能的实验观察，其包络面被假定为一个哑铃形的空心管。
2009-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Cyclic Nanorings to Single-Walled Carbon Nanotubes: Disclosing the Evolution of their Electronic Structure with the Help of Theoretical Methods
我们系统地研究了各种直径和长度的有限尺寸锯齿形或扶手椅形碳纳米管的结构和电子效应之间的关系，从不同形状和直径的分子模板开始，即环状oligoacene或oligophenacene分子，并公开了如何添加层和/或端帽（即半富勒烯）可以修改其（聚）radicaloid性质。我们主要使用紧束缚和有限温度密度为基础的方法，前者提供了一个简单但直观的图片，他们的电子结构，和后者有效地处理强关联效应依赖于分数占据数加权电子密度（ρFOD），与额外的RAS-SF计算支持后者的结果。我们还探讨了纳米管端帽的微小结构修改可能会影响结果，表明拓扑结构，以及系统的化学性质，是理解这些和其他相关系统的电子性质的关键。
2018-11-06 cond-mat.mes-hall
The Influence of Electro-Mechanical Effects on Resonant Electron Tunneling Through Small Carbon Nano-Peapods
从理论上讨论了在低温和强极化耦合条件下，单壁碳纳米管中富勒烯分子对共振电子输运的影响。预测和研究了电导振幅的强峰-峰涨落和反常温度行为。研究了碳纳米管的手性性质对输运的影响。
2008-06-14 cond-mat.mes-hall
Elastic scattering of slow electrons by carbon nanotubes
本文计算了慢电子与碳纳米管的弹性散射截面。相应的电子-纳米管相互作用被一个零厚度的圆柱势所取代，忽略了真正的纳米管的原子结构，从而限制了我们的方法的适用范围，以足够低的入射电子能量。电势的强度被选择为与用于描述富勒烯C60的电子散射的强度相同。我们目前的结果，总的和部分电子散射截面以及各自的角分布，所有与帐户的五个最低的角动量的贡献。在计算中，我们假设入射电子垂直于纳米管轴移动，因为入射电子沿着轴自由移动。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus
Fullerene based devices for molecular electronics
我们研究了碳纳米管引线之间C_60分子的电子性质。这个问题已经解决了量子化学处理内利用密度泛函理论为基础的LCAO方法结合Landauer形式主义。由于低维性，电子输运对界面键的强度和几何形状非常敏感。界面原子和电极之间的分子接触引起复杂的电导依赖于电子能量，表现出分子和电极的光谱特征。这分别归因于C_60分子的电子结构和铅的局域态密度。
2001-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doping of C$_{60}$-induced electronic states in BN nanopeapods
我们报告的\textit{ab initio}模拟的结果的电子性质的链的C $_{60}$分子封装在氮化硼纳米管-所谓的BN纳米豆荚。结果表明，这种结构可以通过在BN纳米管外壁上沉积钾原子来有效地掺杂。所得材料成为真正的金属一维晶体，其中传导状态仅由富勒烯链形成。在每个C $_{60}$分子一个K原子的掺杂率下，该系统在费米能级处显示出比目前制造的任何富勒烯晶体都高得多的态密度。这使得掺杂BN-peapod结构成为研究可能的超导态的有趣候选者。
2009-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of carbon nanotubes by filling with inner tubes: An optical spectroscopy study on double-walled carbon nanotubes under hydrostatic pressure
利用光学光谱技术研究了双壁碳纳米管束在静水压力下的光学跃迁，证明了内管填充对碳纳米管的稳定作用。以富勒烯豆荚为原料制备了双壁碳纳米管薄膜，并用高分辨透射电镜和光学光谱对其进行了表征。与单壁碳纳米管相比，外管中的光学跃迁的压力诱导红移在低于$\sim$ 10 GPa时显著更小，这表明由于内管已经处于低压下而增强的机械稳定性。在临界压力P $_d$ $\approx$ 12 GPa处的异常信号表示管横截面的压力诱导变形的开始。P $_d$的值与理论预测的具有相似平均直径的双壁碳纳米管束中的压力诱导结构转变非常一致。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanobuds based on carbon nanotube caps: A first-principles study
基于密度泛函理论的计算，我们在这里表明，形成富勒烯C $_{60}$碳“纳米芽”（CNB）的碳纳米管（CNT）帽比CNT侧壁上的能量更有利。CNT帽的主要CNB形成模式被发现是在常规CNT侧壁情况下的[2+2]环加成反应。然而，它被确定为放热的CNT侧壁上的吸热反应相反。计算的反应途径进一步表明，基于CNT帽的CNB的形成（解离）势垒略低于（显著高于）基于CNT侧壁的CNB的形成（解离）势垒，表明CNB更容易形成以及更高的结构稳定性。此外，进行矩阵格林函数计算，我们研究了CNB/金属电极界面的电荷输运性质，并表明，C $_{60}$键合到CNT帽或开口端诱导费米能级附近的共振传输。还发现CNT cap-C $_{60}$环加成键中的良好电子连接导致不存在量子干涉图案，这与在显示Fano共振曲线的开放式CNT上形成的CNB的情况形成对比。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall
Lattice defects and boundaries in conducting carbon nanotubes
本文研究了锯齿型和扶手椅型导电碳纳米管中各种缺陷和边界结构对低能电子性质的影响。导带的紧束缚模型被精确地映射到由两个非耦合平行链组成的简单晶格模型。杂质、结构缺陷或帽等缺陷可以很容易地包含在有效的晶格模型中，从而对其后果进行详细的物理解释。该方法是相当普遍的，可以用来研究各种可能的缺陷，在碳纳米管。我们获得预期的电子密度图案从扫描隧道显微镜实验的半富勒烯帽和两个典型的杂质在管的体积，即斯通-威尔士缺陷和一个单一的空缺。
2009-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Carbon nanomaterials for electronics, optoelectronics, photovoltaics, and sensing
在过去的三十年里，零维、一维和二维碳纳米材料（即，富勒烯、碳纳米管和石墨烯）由于其独特的电子、光学、热、机械和化学性质而引起了科学界的极大关注。虽然早期的工作表明，这些特性可以在选定的应用中实现高性能，但围绕结构不均匀性和不精确组装的问题阻碍了碳纳米材料在广泛技术中的稳健和可靠实施。然而，随着合成、分选和组装技术的最新进展，碳纳米材料作为众多可扩展技术的基础正在重新受到关注。在这里，我们对电子，光电，光伏和传感设备中的碳纳米材料进行了广泛的综述，特别关注基于最高纯度样品的最新示例。特别注意的是致力于每一类碳纳米材料，从而允许富勒烯，碳纳米管和石墨烯的适用性为每个应用领域的比较分析。通过这种方式，本文将为未来的应用程序开发人员提供指导，并阐明该领域面临的剩余研究挑战。
2014-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Transport Properties of Carbon NanoBuds
富勒烯功能化碳纳米管- NanoBuds -形成一类新型的杂化碳材料，与原始组分相比具有许多优点。在这里，我们报告了这些化合物的电子输运性质的理论研究。我们使用从头算技术和紧束缚计算来说明这些材料的传输特性，并给出物理参数来解释数值结果。具体而言，在费米能量以上，我们发现由于在结构的某些区域中的局域态而导致电子透射的强烈减少，而在费米能量以下，所有考虑的结构都表现出具有几何形状依赖宽度的高透射能带。
2009-05-07 cond-mat.mes-hall
Healing of a hole in a carbon nanotube under electron irradiation in HRTEM
利用分子动力学模拟和CompuTEM算法，在室温下，在高分辨透射电子显微镜中，碳纳米管中的空穴在电子辐照下愈合。在所有模拟运行中观察到无定形贴片的形成。无定形补丁形成的外部碳吸附原子的情况下，只有通过重建的碳键网络。它主要由5-、6-和7-元环组成，并引起小瓶颈。此外，在电子辐照下，初始无定形补丁的进一步生长发生。双配位原子被发现在后一个过程中起着至关重要的作用，类似于富勒烯中环重排的自催化作用。在双配位原子存在下的主要重排可以被描述为广义的sp-缺陷迁移：两个三配位原子之间的键断裂，其中一个与附近的双配位原子形成新的键。如果新的和以前的两个配位原子没有键合，则反应导致sp缺陷的位移和sp $^2$碳结构的环的变化。通过双配位原子的跳跃和涉及两个键同时断裂的其他反应的迁移也被检测到，但非常罕见。长寿命的两个协调原子的补丁结构和相关的快速增长的补丁中观察到超过一半的模拟运行。由于纳米管的无定形补丁和瓶颈影响其电子性质，因此这种纳米管在纳米电子应用中具有很好的前景。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical and Terahertz Response of Carbon Nanostructures
在过去的三十年左右，我们见证了碳基纳米材料的研究和技术取得了非凡的进展。在这些特殊的亮点中，有富勒烯、碳纳米管和华丽的简单透明胶带剥离石墨烯的发现。这些不同的同素异形体形式的纳米碳的独特的物理化学性质在许多科学和技术领域开辟了广阔的应用前景，特别强调光电子学和光子学。许多这些应用的先决条件是一个透彻的理解的性质的基本和耦合的激励，也涉及到他们的各种动力学过程。在这里，我们提出了最近的兴奋与碳纳米结构，特别是量子点，纳米管和石墨烯的概述。我们讨论了他们的一些非常有趣的性质，通过光学和太赫兹光谱工具。在光学频率下，发光特性，非线性和超快响应已被提出，而低能响应已被认为是通过使用THz时域光谱获得的研究。最后，我们总结了碳纳米系统物理学在实际应用中的一些未来展望。
2021-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
