Carbon nanotubes in electric and magnetic fields
我们推导出一个有效的低能量理论的金属（扶手椅和非扶手椅）单壁纳米管在存在一个电场垂直于纳米管轴，并在存在磁场，考虑到自旋轨道相互作用和屏蔽效应的基础上的微观紧束缚模型。电场和自旋轨道相互作用之间的相互作用使我们能够在两个狄拉克谷中将扶手椅式纳米管调谐成螺旋导体。金属非扶手椅型纳米管的表面曲率是有间隙的，但螺旋导电模式可以通过沿纳米管轴向的磁场在其中一个谷中恢复。此外，我们讨论了碳纳米管中的电偶极自旋共振，发现拉比频率显示出明显的依赖于沿纳米管的动量。
2011-06-16 cond-mat.mes-hall
Generation of Terahertz Radiation by Wave Mixing in Armchair Carbon Nanotubes
利用半经典Boltzmann方程，理论上研究了在无掺杂的扶手椅型碳纳米管（CN）中，通过将两个频率相同的相干电磁波（ω和2 ω）混频产生直流电的效应。我们将扶手椅的结果与相同条件下的锯齿形碳纳米管的结果进行了比较（即，当归一化电流相对于振幅作图时）。除了锯齿形电流峰值的绝对值约为扶手椅电流峰值的1.1倍外，它们在数量上是一致的。我们注意到，电流为负值，类似于在锯齿形氯化萘中观察到的电流，说明了相同的效果。然而，有趣的是，注意到归一化电流对Ω τ的曲线图显示扶手椅比锯齿形大约1.1倍，这是相反的。我们还观察到，当相移θ位于π除以2和3 π除以2之间时，存在反转并且电流变为正。我们建议使用这种方法的产生太赫兹辐射，也用于测定碳纳米管中的电子的弛豫时间。
2010-05-17 cond-mat.mes-hall
On the Origin of Preferential Growth of Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes
通过等离子体辅助化学气相沉积在低温（600 ℃）下合成的材料中，观察到单壁碳纳米管的直径（d）分布与金属和半导体管的百分比之间的相关性。小直径的纳米管（平均直径约1.1 nm）显示出比随机手性分布预期高得多的纳米管百分比。密度泛函理论计算揭示了相似直径的金属、准金属和半导体纳米管的内聚能和形成热的明显差异。半导体纳米管表现出最低的能量和稳定效果的规模与~1/d2。这可能是小直径半导体纳米管优先生长的热力学因素。
2004-11-04 cond-mat.mes-hall
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
Relation between dispersion lines and conductance of telescoped armchair double-wall nanotubes analyzed using perturbation formulas and first-principles calculations
用第一性原理计算（SIESTA）定义的哈密顿量计算了伸缩扶手椅型纳米管的Landauer电导公式。在本文中，将内管从外管部分地抽出被称为“伸缩”。它显示了叠加在缓慢振荡上的快速振荡，作为离散重叠长度$(L-1/2)a$的函数，其中整数变量$L$和晶格常数$a$。将层间哈密顿量视为微扰，得到了慢振荡振幅的近似公式为$|A|^2/(|A|^2+\varepsilon^2)$，其中$A$为有效层间相互作用，$\varepsilon$为无层间相互作用时的带裂.近似公式与色散线的无量纲数有关。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall
Quantum criticality in a Mott pn-junction in an armchair carbon nanotube
在扶手椅型碳纳米管PN结中，p区和n区被莫特绝缘体的区域隔开，莫特绝缘体只能成对地反向散射电子。我们预测在这样的PN结的量子临界行为。取决于结的内建电场E，随着温度T的降低，其电导G要么变为零，要么变为理想值G= 4 e^2/h。这两种类型的G（T）依赖性表明，在E的某个特殊值处，存在一个中间量子临界点，其有限电导G<4e^2/h。这使得PN结与Luttinger液体中的简单势垒截然不同。
2011-02-27 cond-mat.mes-hall
Interlayer Conductance in the Armchair Nanotube -- Zigzag Graphene Ribbon Parallel Contact: Theoretical Proposal of Detection of Wavefunction Growing from the Edge to the Center in the Graphene Ribbon
本文提出利用扶手椅型纳米管与锯齿形石墨烯带的平行接触，通过层间电导选择性地检测ZGR波函数从边缘向中心的指数增长，并揭示了波函数相位对倾斜层间键贡献的抑制作用。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall
Resonant Raman Spectroscopy of Armchair Carbon Nanotubes: Absence of "Metallic" Signature
在碳纳米管共振拉曼散射光谱中在$\sim$ 1550 cm $^{-1}$处出现宽峰（G $^{-}$峰）通常归因于金属纳米管的存在。在这里，我们对通过密度梯度超速离心制备的富含扶手椅物质的宏观纳米管系综进行了共振拉曼测量。我们的数据清楚地表明，宽G $^{-}$模式是不存在的扶手椅型结构，只有当激发激光与非扶手椅型金属共振时才出现。“由于大量（$\sim$ 10 $^{10}$）的纳米管在几个扶手椅物种探测，我们的工作牢固地建立了G带线形和纳米管结构之间的一般相关性。
2011-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley current filtering and reversal by parallel side contacted armchair nanotubes
用Landauer公式计算了平行侧面接触的扶手椅型纳米管的管间电导$G$与费米能级$E$的关系。当涂料强度的管间差异足够大时，在$E$ - $G$曲线中出现占优势的共振峰。重叠长度和夹层结构不影响共振能量。谐振峰处的谷间传输起着反向器和谷电流滤波器的作用。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall
Ion Flow under an Applied Electric Field in Semiconducting and Metallic Carbon Nanotubes
Northeastern University（东北大学）；Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）
本文针对Li、Cui团队关于不同参数碳纳米管中钾离子流速、电导率的矛盾测量结果，探讨了其可能的理论起源。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Enrichment of Armchair Carbon Nanotubes via Density Gradient Ultracentrifugation: Raman Spectroscopy Evidence
我们已经使用共振拉曼散射光谱充分分析了不同的（n，m）物种的相对丰度在单壁碳纳米管样品中，金属富集密度梯度超浓缩。引人注目的是，数据清楚地表明，我们的密度梯度超离心过程中富集的扶手椅和近扶手椅物种的金属馏分。我们观察到扶手椅型碳纳米管占每个（2n + m）家族的50%以上。
2009-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Backward diode composed of a metallic and semiconducting nanotube
从理论上研究了连接金属纳米管和半导体纳米管的纳米管结对电流进行整流的必要条件。紧束缚模型用于分析，其中包括Hartree-Fock近似和格林函数方法。结果表明，当半导体管的费米能级靠近带隙时，当栅电极靠近带隙时，结的行为与反向二极管相似。这样的接合部将是有利的，因为可以减小整流所需的长度。
2001-06-04 cond-mat.mes-hall
Electron transport in semiconducting carbon nanotubes with hetero-metallic contacts
我们提出了一个原子的自洽研究的电子和输运性质的半导体碳纳米管与不同的功函数的金属电极接触，这表明同时电子和空穴掺杂的纳米管结内通过接触诱导电荷转移。我们发现，在纳米管体区域的能带排列是由纳米管沟道和源/漏电极之间的有效功函数的差异，而通过单壁碳纳米管结的电子传输是由两个金属-纳米管界面的局部能带结构调制的影响，导致有效的解耦的界面和体效应的电子输运通过纳米管结器件。
2005-01-21 cond-mat.mes-hall
Topological gap states of semiconducting armchair graphene ribbons
在半导体扶手椅型石墨烯带中，手性晶格变形可以诱导具有相反能量的拓扑能隙态对。在形变势的临界值附近，这些扭结态和反扭结态几乎退化为零能量，并具有分数电荷的一半。这样的半导体扶手椅带代表了一个一维的拓扑绝缘体，其端态能量几乎为零。使用数据崩溃的数值结果，我们发现，扭结的形状显示出异常的幂律依赖于局部晶格变形的宽度。我们建议，这些间隙状态可以探测在光学测量。然而，具有由多电子相互作用引起的间隙的“金属”扶手椅型石墨烯带没有间隙状态，并且不是拓扑绝缘体。
2015-05-31 cond-mat.mes-hall hep-th
A theoretical investigation on the transport properties of armchair biphenylene nanoribbons
采用密度泛函理论研究了扶手椅型联苯纳米带。在晶胞中含有一个亚联苯基亚单元的纳米晶体是直接带隙大于1 eV的半导体，而含有四个亚联苯基亚单元的纳米晶体是金属。半导体纳米带具有57174 cm 2 V-1 s-1的高电子迁移率，优于扶手椅型石墨烯纳米带。在由半导体和金属纳米带组成的两种电子器件中观察到负微分电阻行为。开/关比约为10^3。所有这些都表明，扶手椅型联苯纳米带是超小型逻辑器件的潜在候选者。
2015-12-03 cond-mat.mes-hall
Effective-mass theory of collapsed carbon nanotubes
采用有效质量方法对部分扁平化碳纳米管的能带结构进行了理论研究。壁间相互作用的影响被证明是重要的，在非手性纳米管，如锯齿形和扶手椅，除了在非手性管附近的手性纳米管基本上可以忽略不计。事实上，壁间相互作用显着修改状态，这取决于在非手性管中的扁平区域中的相对位移，并且可以将半导体管转换为金属管，反之亦然。当手征角偏离Z字形管或扶手椅管时，它们迅速衰减，尽管扶手椅管附近的衰减较慢。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall
Armchair carbon nanotube on Pt and hBN/Pt: from strong metallic contact to coherent spin transport regime
本文通过第一性原理研究 Pt(111) 上扶手椅型 (4,4) 碳纳米管的自旋轨道邻近效应，发现插入 hBN 可恢复 Dirac 锥并实现几乎完美的横向自旋极化，为相干自旋输运提供了条件。
2024-09-02 cond-mat.mes-hall
Electric-Field Induced Majorana Fermions in Armchair Carbon Nanotubes
我们从理论上考虑了在电场存在下的扶手椅型碳纳米管（CNT）与s波超导体的接触。我们发现，邻近效应打开了不同的强度的外部和内部分支的两个狄拉克点的CNT中的超导间隙。对于强邻近感生超导性，内部带隙可以是p波型，而外部带隙可以通过电场调谐为s波型。这样的设置在CNT的每一端支持单个马约拉纳束缚态。在弱邻近感应超导的情况下，两个分支中的间隙都是p波型的。然而，温度可以这样选择，即最小的间隙被有效地闭合。使用重整化群技术，我们表明，马约拉纳束缚态的存在，即使考虑到电子-电子相互作用。
2011-12-30 cond-mat.mes-hall
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
Which nanowire couples better electrically to a metal contact: armchair or zigzag nanotube?
手性如何影响纳米管与金属接触的电子耦合的基本问题对于纳米管作为纳米线的应用是重要的。我们表明，金属锯齿形纳米管优于扶手椅纳米管作为纳米线，通过建模的金属纳米管界面。更具体地说，我们表明，作为耦合强度的函数，扶手椅型纳米管的总电子透射率增加，并倾向于被钉扎接近统一的费米波矢量接近金的金属。相反，锯齿形纳米管的总透射率增加到最大可能值2。这些影响的起源在于波函数的细节，这是解释。
2001-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of band-gap closure for a semiconducting carbon nanotube in a large parallel magnetic field
我们已经调查了半导体碳纳米管（CNT）在脉冲，平行磁场高达60 T的磁导，并报告预测的带隙关闭和重新开放的间隙下的变化的直接观察所施加的磁场。我们还强调了机械应变对碳纳米管的磁导的重要影响。
2010-11-15 cond-mat.mes-hall
Metal-Semiconductor Transition in Armchair Carbon Nanotubes by Symmetry Breaking
扶手椅型碳纳米管的电子能带结构可以被具有角度依赖性的势显著改变。在紧束缚方案下研究了不同的角模V_q ~ cos（q* θ）。使用对称性参数，我们证明了在这些金属纳米管的带隙开口时，一定的选择规则是满足潜在的和纳米管结构。我们估计的带隙开放作为外部的潜在的强度和纳米管半径的函数，并提出了一个有效的机制，金属-半导体过渡的组合不同形式的扰动。
2005-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong exciton-plasmon coupling in semiconducting carbon nanotubes
本文从理论上研究了小直径（~1 nm）半导体单壁碳纳米管的激子态与表面电磁模的相互作用。我们发现，这些相互作用可以导致强激子表面等离子体激元耦合。激子吸收线的形状表现出拉比分裂约0.1 eV的激子能量被调谐到最近的带间表面等离子体共振的纳米管。我们还表明，量子限制斯塔克效应可以作为一种工具来控制激子结合能和碳纳米管中的纳米管带隙，例如，以使激子总能量与最近的带间等离子体激元模式共振。激子-等离子体拉比分裂，我们预测在这里为一个单独的碳纳米管是接近其幅度的混合等离子体纳米结构人工制造的有机半导体金属薄膜上先前报道。我们期望这种效应为半导体碳纳米管的新型可调光电子器件应用开辟道路。
2009-07-08 cond-mat.mes-hall
Wave functions and edge states in rectangular honeycomb lattices revisited: nanoflakes, armchair and zigzag nanoribbons and nanotubes
一般来说，由于拓扑和非拓扑的原因，材料的体积和边界的性质可以非常不同。最简单的边界问题之一是有限蜂窝晶格上无相互作用电子的紧束缚问题。尽管它很简单，但这个问题相当丰富，并且与石墨烯的物理学直接相关。我们重新审视这个长期研究的问题，并提出了一个分析推导的电子光谱和波函数的石墨烯矩形衍生物。我们提供了一个精确的分析描述的扩展和本地化的状态，它们之间的过渡，和一个特殊的情况下，本地化的状态时，波函数是非零的边缘网站。后一种状态具有零能量，我们讨论了它在锯齿形纳米带中的存在，锯齿形纳米管沿着锯齿形边缘的站点数可被4整除，以及矩形石墨烯纳米片沿着锯齿形和扶手椅边缘的站点数为奇数。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall
Interwall conductance in double-walled armchair carbon nanotubes
采用Barclay方法计算了低电压下（n，n）@（2n，2n）双壁碳纳米管（n = 5，6，.）的壁间电导与壁间距离和壁间相对位置的关系，10.计算结果表明，壁间电导不依赖于温度（T < 500 K），电流-电压特性是线性的。当壁间距离增加一倍时，电导减小了6个数量级。因此，根据壁间距离，DWCNT可以用作温度稳定的纳米电阻器或纳米电容器。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall
Transport through the Interface between a Semiconducting Carbon Nanotube and a Metal Electrode
我们报道了半导体碳纳米管和金属电极之间的接触处的肖特基势垒的隧道电导的数值研究。在平面栅模型中，p掺杂区和n掺杂区之间的不对称性主要取决于电极费米能级和碳纳米管带隙之间的差异。我们定量地展示了栅极/纳米管的距离是如何重要的，以获得大的开-关比。我们解释的弯曲的电流与栅极电压的过渡从热激活区的隧穿区。碳纳米管场效应晶体管的实验结果得到了很好的协议。
2002-06-24 cond-mat.mes-hall
The effect of vacancy-induced magnetism on electronic transport in armchair carbon nanotubes
利用Landauer方法，在相干态下研究了三种空位周围局域磁矩的形成对金属单壁碳纳米管电子传导的影响.该方法是基于单带紧束缚哈密顿量，表面格林函数计算，和平均场哈伯德模型。数值结果表明，由于局域化的磁矩，电子输运是自旋极化的，并且强烈地依赖于空位的几何形状。对于所有类型的空位，通过包括本地磁矩的影响，电子散射增加相对于双空位的情况下，因此，系统的电流-电压特性的变化。另外，通过施加合适的栅极电压，可以获得高的电子自旋极化值。
2010-06-17 cond-mat.mes-hall
Electronic Raman Scattering in Suspended Semiconducting Carbon Nanotubes
单壁碳纳米管（SWNTs）的电子拉曼散射（ERS）特征可以揭示关于其电子结构的丰富信息，但以前被认为只出现在金属（M-）而不是半导体（S-）SWNTs中。我们报告的ERS功能的实验观测精度为1毫电子伏的悬浮S-SWNTs，其过程是通过可用的高能电子空穴对完成。ERS的功能，可以促进进一步系统的研究单壁碳纳米管的性质，金属和半导体，具有明确的手性。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall
Perturbation calculations on interlayer transmission rates from symmetric to antisymmetric channels in parallel armchair nanotube junctions
采用$π$轨道紧键模型对两个平行扶手椅型纳米管部分重叠的情况进行了理论研究。考虑层间哈密顿量的微扰，我们得到的层间传输率$T_{σ',σ}$从通道$σ$到$σ'$的所有四个组合$(σ',σ)=(\pm,\pm)$和$(\pm,\mp)$，其中后缀$+$和$-$分别表示对称和反对称的通道，相对于每个管的镜像平面。Landauer公式电导等于它们的总和，单位为$2e^2/h$。通过微扰计算，将层间哈密顿量转化为参数$w_{σ',σ}$，并由参数$w_{σ',σ}$确定了$T_{σ',σ}$的解析表达式。通过与精确数值结果的比较，讨论了解析公式的适用范围。在套叠同轴触头中，非对角部分$T_{-,+}+T_{+,-}$与对角部分$T_{+,+}+T_{-,-}$相比非常小。另一方面，在侧接触中，非对角部分在电导的零能量峰中比对角部分更显著。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall
Ballistic and resonant negative photocurrents in semiconducting carbon nanotubes
超快光电流实验进行半导体，单壁碳纳米管的子带的共振光激发下。光生激子在大电场下解离，并且所产生的载流子的传输被证明是弹道的。热电子发射过程的接触占主导地位的光电流。没有激光激发的电荷电流很好地描述了一个Fowler-Nordheim隧道。时间平均的光电流改变极性，只要足够的载流子注入的接触，这可以解释由一个有效的光泵子带中的粒子数反转。
2017-01-09 cond-mat.mes-hall
Electronic Properties of Armchair Carbon Nanotubes : Bosonization Approach
从微观晶格模型出发，考虑长程库仑相互作用，导出了扶手椅型碳纳米管在半填充和远离半填充时的相哈密顿量。我们用重整化群方法研究了系统的低能性质。在半填充时，基态是一个具有自旋能隙的莫特绝缘体，其中形成了不同原子亚晶格上电子的束缚态。从最近的结果的差异[物理。79，5082（1997）]的半填充被澄清。
1998-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable spin-polaron state in a singly clamped semiconducting carbon nanotube
我们考虑半导体碳纳米管（CNT）铺设在铁磁绝缘衬底上，一端离开衬底并悬挂在金属栅极上。我们假设，极化基板诱导的交换相互作用作为一个本地磁场的电子在非悬浮的CNT侧。推广了I. Snyman和Yu.V. Nazarov [Phys. Rev. Lett. 108，076805（2012）]，我们表明可以静电地产生定位在CNT的弯曲端处的可调谐的自旋极化子态。我们认为，在低温下操纵和检测局域量子自旋态是可能的。
2015-05-21 cond-mat.mes-hall
Bipolar thermoelectric effects in semiconducting carbon nanotubes: Description in terms of one-dimensional Dirac electrons
基于线性响应理论结合热格林函数方法研究了半导体单壁碳纳米管（SWCNTs）的热电效应。结果表明，附近的最低的导带最低和最高的价带最大的电子状态可以有效地描述在一维（1D）狄拉克电子的理论方案来描述的热电响应，使之有可能研究带间杂质散射和带隙状态的影响。使用所提出的方案，双极热电效应（即，Seebeck系数的符号反转）的半导体单壁碳纳米管在最近的实验中观察到的解释。此外，半导体单壁碳纳米管在低温下的塞贝克系数的温度依赖性是明确的。
2018-07-23 cond-mat.mes-hall
Phonon Dispersion in Chiral Single Wall Carbon Nanotubes
从$6\times 6$动力学矩阵出发，计算了手性单壁碳纳米管的声子色散。本文是G. D. Mahan和Gun Sang Jeon在扶手椅和锯齿形纳米管上的工作。[see P. R. B、{ \bf 70}，075405（2004）]。我们采用弹簧-质量模型，并采用\cite{M2}建议的适当声子势。我们可以计算任意手性的单壁碳纳米管在$Γ$点附近的色散。结果与Mahan et. al的扶手椅型和锯齿型单壁碳纳米管的结果。
2006-09-12 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of the partially hydrogenated armchair carbon nanotubes
采用基于密度泛函理论的赝势方法研究了氢化对扶手椅型单壁碳纳米管电子性质的影响。计算表明，强烈的偏好形成单原子H链沿（5，5）纳米管轴与H绑定在一个无限的H链达到每原子2.58 eV的值。在形成H吸附原子链时，最初金属（5，5）纳米管将电子结构改变为半导体。$\sim$ 0.6 eV的带隙的开放伴随着铁磁有序的磁矩在H链附近的C原子上的反铁磁耦合。这些电子性质与先前在具有锯齿形边缘的窄石墨烯纳米带中观察到的那些惊人地相似。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiconducting enriched carbon nanotube align arrays of tunable density and their electrical transport properties
我们展示了组装的溶液处理的半导体富集（99%）的单壁碳纳米管（s-SWNT）在阵列中具有不同的线密度，通过交流介电电泳和调查详细的电子传输特性的制造设备。我们发现，（i）排列的质量随施加电压的频率而变化，（ii）通过改变溶液的频率和浓度，我们可以控制阵列中s-SWNTs的线密度从1/μm到25 /μm。本文报道的25 s-SWNT / \mum的最大线密度是任何对齐的半导体阵列中最高的。DEP组装的s-SWNT器件提供了研究阵列在直接输运状态下的输运性质的机会。室温电子输运测量表明，随着纳米管密度的增加，器件的迁移率增加，而电流开关比显着降低。对于密集阵列，器件电流密度为16 μA/μm，导通电导为390 μS，薄层电阻为30 kΩ/ \square。这些值是迄今为止报道的任何半导体纳米管阵列的最佳值。
2011-05-04 cond-mat.mes-hall
Planar array of semiconducting nanotubes in external electric field: Collective screening and polarizability
我们从理论上研究了平行于其轴的外部电场F中，长度为2 h的半导体纳米管（NTs）平面阵列中的电荷分离。通过保角变换，我们解析地得到了任意间隙比E_g和跨NT的电压降eFh下的感应电荷密度的精确分布。我们利用所得结果（i）跟踪NT中心中性带随F增加而变窄的情况;（ii）分析阵列的极化率随E_g的变化;（iii）研究尖端附近的场增强。
2006-12-21 cond-mat.mes-hall
Transmission spectra and valley processing of graphene and carbon nanotube superlattices with inter-valley coupling
我们数值研究了具有谷间耦合的石墨烯纳米带和碳纳米管的电子输运性质，例如，在\sqrt{3} NPDMATHABMN \sqrt{3} N和3N \times 3N超晶格中。以\sqrt{3} \times \sqrt{3}石墨烯超晶格为例，我们发现通过对石墨烯超晶格的剪裁，可以得到丰富的纳米带和纳米管的结构构型。在研究了相应的扶手椅和锯齿形纳米管几何结构的电子特性后，我们发现碳纳米管的线性能带可以导致类似克莱因隧道的现象，即，电子沿着管传播而没有反向散射，即使在存在势垒的情况下也是如此。由于\sqrt{3} \times \sqrt{3}超级电池在原始石墨烯的K和K'谷之间的耦合，我们提出了一种基于扶手椅型碳纳米管的谷场效应晶体管，其中电流的谷极化可以通过施加栅极电压或改变扶手椅型碳纳米管的长度来调节。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall
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
Gas phase synthesis of non-bundled, small diameter single-walled carbon nanotubes with near-armchair chiralities
我们提出了一种新的浮动催化剂合成路线的个人，即非捆绑，小直径单壁碳纳米管（SWCNTs）与窄的手性角分布峰值在高手性附近的扶手椅物种。使用非原位火花放电发生器形成几何数平均直径为3-4 nm的铁颗粒，并将其进料到层流化学气相沉积反应器中，用于从环境压力一氧化碳连续合成长且高质量的单壁碳纳米管。拉曼光谱中G/D峰的强度比可达48，平均管长可达4微米。通过透射电子显微镜中的电子衍射直接测定的手性分布聚集在（n，m）指数（7，6）、（8，6）、（8，7）和（9，6）周围，高达70%的管具有超过20°的手性角。通过将生长温度从880 °C降低到750 °C，SWCNT的平均直径从1.10 nm降低到1.04 nm，这同时将半导体管的比例从67%增加到80%。将纳米管气相数浓度限制在约100。100 000/立方厘米成功地防止了由于布朗扩散引起的碰撞而形成纳米管束。原子力和透射电子显微镜观察到的500个沉积管中，高达80%是单独的。由这些SWCNT沉积的透明导电膜表现出63欧姆/平方的创纪录的低薄层电阻。对于550 nm的光具有90%的透明度。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall
Dispersion Interactions between Optically Anisotropic Cylinders at all Separations: Retardation Effects for Insulating and Semiconducting Single Wall Carbon Nanotubes
我们推导出了两个无限长的各向异性半导体/绝缘薄圆柱体之间的范德华色散相互作用的完整形式。推导是基于[J. N. Munday，D. Iannuzzi，Yu. S. Barash和F. Capasso，{ \sl Phys. Rev. A} { \bf 71}，042102（2005）]。这个公式然后被用来计算一对单壁碳纳米管在所有的间距和所有的角度之间的色散相互作用。非延迟和延迟形式的相互作用分别开发。排斥色散相互作用和非单调色散相互作用的可能性进行了讨论的新配方的框架内。
2009-07-07 cond-mat.mes-hall
Spectrum of pi electrons in bilayer graphene nanoribbons and nanotubes: an analytical approach
在紧束缚模型的框架下，我们对有限尺寸双层石墨烯的π电子进行了解析描述。这里考虑的双层结构的特点是由一个矩形的几何形状，并有一个有限的大小在一个或两个方向与扶手椅和扶手椅形的边缘。我们提供了一个精确的分析描述的Z字形和扶手椅型双层石墨烯纳米带和纳米管的π电子的光谱。我们分析了色散关系、态密度和电导量子化。
2011-01-18 cond-mat.mes-hall
Resonant spin current in nanotube double junctions
利用紧束缚模型、非限制性Hartree-Fock近似和非平衡格林函数，对纳米管双结（NTDJ）的零偏压电导进行了理论研究。NTDJ由两个金属纳米管和一片半导体纳米管组成，纳米管之间的过渡由5和7元碳环组成。在中央半导体NT区域中形成量子阱，并以肖特基势垒为边界。当库仑相互作用提高量子阱中共振能级的自旋简并度时，就会产生自旋电流。只要选择适当的半导体NT长度，自旋方向可以由栅极电压控制，即，NTDJ用作纳米自旋过滤器。
2002-12-02 cond-mat.mes-hall
High Performance Semiconducting Enriched Carbon Nanotube Thin Film Transistors Using Metallic Carbon Nanotube Electrode
高性能的溶液处理的短沟道碳纳米管（CNT）薄膜晶体管（TFT）的制造使用金属碳纳米管（m-CNT）作为源极和漏极的密集排列阵列，和半导体富集的碳纳米管（s-CNT）作为沟道材料的排列阵列。室温下的电输运测量表明，具有2 μ m沟道长度的m-CNT接触的s-CNT阵列器件的性能优于对照Pd接触的s-CNT器件。m-CNT接触的器件表现出36.5 uS（19.2 uS）的最大（平均）导通电导、2.6 uS（1.2 uS）的介电常数、51 cm 2/Vs（25 cm 2/Vs）的迁移率和1.1 × 10 E6（2.5 × 10 E5）的电流开-关比。这些值几乎比具有相同沟道长度和s-CNT线性密度的对照Pd接触器件的值高一个数量级。低温电荷传输测量表明，这些改进的性能是由于较低的电荷注入势垒的m-CNT/s-CNT阵列器件相比，Pd/s-CNT阵列器件。我们将较低的注入势垒归因于我们设备的独特几何形状。除了使用半导体富集CNT，我们的研究结果表明，使用金属CNT作为电极可以显着提高CNT TFT的性能。
2013-12-25 cond-mat.mes-hall
Schottky barriers at metal-finite semiconducting carbon nanotube interfaces
利用自洽紧束缚理论研究了金属-半导体碳纳米管界面的电子性质随碳纳米管长度的变化。我们发现势垒的形状取决于电荷转移的长程尾，导致注入势垒厚度相当于纳米管长度的一半，直到纳米管达到体积极限。随着纳米管长度的增加，纳米管结的电导表现出从隧穿到热激活输运的转变。
2003-12-20 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
Magnetomotive Instability and Generation of Mechanical Vibrations in Suspended Semiconducting Carbon Nanotubes
我们从理论上研究了一个自由悬浮的碳纳米管，连接到一个恒流源，并受到外部磁场的机电性能。我们发现，如果磁场$H$超过耗散相关的临界值$H_{c}$，我们发现是10 - 100 mT的顺序为现实的参数，纳米管的机械振动的自激可以发生。的不稳定性发展成一个固定的制度，其特征在于在基本弯曲模式振幅的时间周期振荡。我们发现，对于纳米管具有大的品质因数和磁场强度略高于$H_{c}$的固定振动的频率是非常接近的基本模式的本征频率。我们还表明，磁场依赖的时间平均电压降在纳米管有一个奇异性在$H=H_{c}$。我们讨论了使用这种现象的纳米管振动的检测的可能性。
2010-06-23 cond-mat.mes-hall
Effect of Contact Interfaces on Quantum Conductance of Armchair Nanotubes
研究了金属单壁碳纳米管（SWCNT）与同样由其制成的外电极之间的接触界面对电导的影响。采用了具有对角和非对角无序的紧束缚模型、递归格林函数技术以及Landauer形式。这些研究是在相干输运机制内进行的，重点是：（i）从电导量子化到共振隧穿的演变，（ii）单壁碳纳米管的长度效应和（iii）磁阻。结果表明，所谓的共振装置，即纳米管具有在费米能量的电导峰，发生与3个碳环间距的周期。此外，本方法提供了一个洞察的磁阻依赖于单壁碳纳米管在接触界面的条件。
2002-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder, pseudospins, and backscattering in carbon nanotubes
我们解决了无序的金属和半导体碳纳米管的导电性能的影响。实验上，平均自由程被发现是大得多的金属管比掺杂的半导体管。我们表明，这一结果可以从理论上理解，如果无序势是长程。描述状态的内部亚晶格结构的赝自旋指数的影响导致金属管中的散射抑制，但在半导体管中则不然。紧束缚计算支持这一结论。
1999-06-04 cond-mat.mes-hall
One-dimensional van der Waals heterojunction diode
The University of Tokyo（东京大学）；Osaka University（大阪大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
该研究通过构建一维范德华异质结纳米管，实现了半导体-绝缘体-半导体异质结的整流效应。
2020-12-06 cond-mat.mes-hall
Theory of phonon-drag thermopower of extrinsic semiconducting single-wall carbon nanotubes and comparison with previous experimental data
提出了一个计算简并掺杂半导体单壁碳纳米管（SWCNTs）声子拖曳热电势（$S^{g}$）的理论模型。详细计算了$S^{g}$随温度、管半径和费米能级位置的变化。我们推导出一个简单的解析表达式$S^{g}$，可以用来确定掺杂纳米管中的自由载流子密度。在低温下，$S^{g}$表现出载流子一维（1D）特性的活化行为特征。考虑到屏蔽效应，发现它们显著降低了$S^{g}$的大小。我们的研究结果与以前发表的实验数据进行了比较，在散装p掺杂单壁碳纳米管材料。在10-200 K的温度范围内，获得了一组一致的参数，极好的协议。鉴于这些系统的复杂性，这是一个惊人的结果。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall
Work Function of Single-wall Silicon Carbide Nanotube
采用第一性原理计算，研究了单壁碳化硅纳米管（SiCNT）的功函数。功函数被发现是高度依赖于管的手性和直径。它随着管直径的减小而增大。锯齿形SiCNT的功函数总是大于扶手椅形SiCNT的功函数。我们发现，锯齿形和扶手椅型SiCNT的功函数之间的差异来自于它们不同的本征电子结构，其中锯齿形SiCNT的费米能级以上的单简并能带是具体负责。我们的发现提供了潜在的用途，SiCNT的场发射器件。
2011-01-07 cond-mat.mes-hall
Identifying signatures of photothermal current in a double-gated semiconducting nanotube
单壁碳纳米管（SWNT）的显著电学和光学特性使工程设备原型在光电探测器和太阳能电池等应用中显示出巨大的潜力。然而，任何走向工业成熟的道路都需要详细了解控制光电流产生过程的基本机制。在这里，我们提出了扫描光电流显微镜测量的双栅悬浮半导体单壁碳纳米管，并表明，光伏和光热机制是相关的光电流的解释。我们发现，一个或其他过程的主导或非主导的字符取决于掺杂的配置文件，并且每个贡献的大小是强烈影响的串联电阻从带对齐与金属接触。这些结果提供了新的见解，在扫描光电流显微镜的功能解释和单壁碳纳米管制成的光电子器件的理解奠定了基础。
2014-10-28 cond-mat.mes-hall
A general approach for high yield fabrication of CMOS compatible all semiconducting carbon nanotube field effect transistors
我们报告的策略，实现高组装产量的碳纳米管在选定的位置的电路通过介电泳（DEP）和场效应晶体管（FET）的产量使用半导体富集单壁碳纳米管（s-SWNT）的水溶液。当DEP参数被优化用于单个s-SWNT的组装时，97%的器件表现出FET行为，最大迁移率为210 cm 2/Vs，开关电流比约为106，导通电导高达3 μS，但组装产率仅为33%。由于DEP参数被优化，使得每个电极对连接1-5个s-SWNT，因此组装产率几乎为90%，其中约90%的这些组装的装置表现出FET行为。进一步的优化给出了高达10个SWNT/位点的100%的组装产率，然而具有59%的降低的FET产率。通过在器件中集成局部Al 2 O3栅，提高了FET的性能，包括更高的电流通断比和更高的开关速度。我们的90% FET和90%的组装成品率是迄今为止碳纳米管器件报道的最高水平。我们的研究提供了一个途径，可能成为一个通用的方法，高产量的CMOS兼容的碳纳米管FET的制造。
2011-11-11 cond-mat.mes-hall
