Avalanche-Induced Current Enhancement in Semiconducting Carbon Nanotubes
在高电场应力（~10 V/um）下的半导体碳纳米管由于自由电子和空穴的雪崩产生而显示出惊人的指数电流增加。与其他材料不同，这种一维量子线中的雪崩过程涉及到第三子带的访问，对温度不敏感，但强烈依赖于直径~exp（-1/d^2）。通过与理论模型的比较，提出了一种新的方法，得到了非弹性光学声子发射长度L_OP，ems ~ 15 d nm。综合结果强调了一维分子线中多带传输的重要性。
2008-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemically Functionalized Semiconducting Carbon Nanotubes: Limits for High Conductance Performance
我们提出了第一性原理研究的电子输运性质的微米长的半导体碳纳米管随机覆盖的卡宾官能团。而以前的研究表明，金属管几乎不受这种粘附的影响，我们在这里表明，与标准直径的半导体管的电导是相反的严重损坏。提取了作为管径函数的构型平均电导，并具有多达一百个官能团的覆盖率。我们的研究结果表明，寻找一个电导保持共价官能化路线仍然是一个具有挑战性的问题。
2010-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic deflections of cantilevered semiconducting single-walled carbon nanotubes
碳纳米管在外加电场中的行为？电场的强度和管子的变形之间有什么关系？几何形状对碳纳米管对电场的响应有什么影响？为了回答这些问题，我们发展了一种新的计算技术来研究静电场引起的碳纳米管变形。在本工作中，我们发现悬臂式半导体单壁碳纳米管的偏转角与电场强度的平方成正比，当电场角度在45 ~ 60度范围内时，碳纳米管的弯曲最大。此外，还发现偏转角与纵横比L/R成正比。我们的研究结果提供了一个很好的定性协议与以前的实验研究。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Field-Dependent Charge-Carrier Velocity in Semiconducting Carbon Nanotubes
研究了高偏压下具有肖特基势垒接触的半导体单壁纳米管（SWNTs）中的电荷输运。我们观察到几乎对称的双极传输与电子和空穴电流显着超过25微安，在金属单壁碳纳米管由于光学声子发射报告的电流极限。在单极状态下，研究了四种简单的场相关速度模型（弹道、电流饱和、速度饱和和恒定迁移率）;饱和速度为2 x 10^7 cm/s的速度饱和模型可以最好地解释高偏压行为。
2005-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-Band Mobility in Semiconducting Carbon Nanotubes
我们提出了一个新的数据和一个紧凑的单壁碳纳米管迁移率模型，只有两个可调参数，弹性和非弹性碰撞平均自由程在300 K。的迁移率随直径增加，随温度降低，并有一个更复杂的依赖于电荷密度。模型和数据表明，由于第二子带的强散射效应，对于典型的单壁纳米管直径，在高载流子密度（n > 0.5 nm-1）下，室温迁移率不超过10，000 cm 2/V.s。
2009-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Nanoprobing of Semiconducting Carbon Nanotubes using an Atomic Force Microscope
我们使用原子力显微镜（AFM）的尖端，局部探测半导体碳纳米管晶体管的电子特性。在三探针测量装置中，镀金AFM针尖用作电压或电流探针。使用的尖端作为一个可移动的电流探针，我们调查的缩放与沟道长度的设备属性。利用针尖作为电压探针，我们研究了接触的性质。我们发现，Au使一个很好的接触在p区，没有肖特基势垒。在n-区域中，发现大的接触电阻，占主导地位的传输特性。
2003-11-21 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
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
Topological Defects in Semiconducting Carbon Nanotubes as Triplet Exciton Traps and Single-Photon Emitters
本研究通过密度泛函理论揭示(6,5)碳纳米管中螺旋Stone-Wales缺陷可捕获三重态激子，并凭借弱电子-声子耦合成为电信波段单光子发射体。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible High Thermoelectric Power in Semiconducting Carbon Nanotubes ~A Case Study of Doped One-Dimensional Semiconductors~
本文采用Kubo公式结合自洽的$t$矩阵近似，对氮取代碳纳米管（CNTs）掺杂一维半导体的热电性质进行了理论研究。N-取代的CNT表现出极高的热电功率因数（$PF$）值，这源于一维材料的特性，其中载流子密度的降低增加了低N状态下的电导率和塞贝克系数。半导体CNT的$PF$值的化学势依赖性也已经作为场效应晶体管进行了研究，结果发现$PF$值在带边缘附近显示出明显的最大值。这一结果表明，“带边工程”将是高性能热电材料的坚实发展的关键。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Self-Assembly of Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes into Dense, Aligned Rafts
单壁碳纳米管是很有前途的纳米电子材料，但面临着长期的挑战，包括生产纯半导体单壁碳纳米管和集成到有序结构。在这里，高纯度的半导体单壁碳纳米管从散装材料中分离出来，并在耗尽吸引力的驱动下自组装成密集排列的筏。显微镜和光谱学揭示了高度的对齐和高填充密度的约100管/微米内的单壁碳纳米管筏。由对齐的SWNT筏制成的场效应晶体管提供了短沟道（~150 nm长）器件，该器件由在< 1微米沟道宽度内从化学分离得到的数十个纯半导体SWNT组成，实现了前所未有的高导通电流（每个器件高达~120微安）和高开/关比。平均导通电流为每管约3-4微安。结果表明，密集排列的高品质半导体单壁碳纳米管集成到高性能的纳米电子。
2013-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
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
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
Local Semiconducting Transition in Armchair Carbon Nanotubes: The Effect of Periodic Bi-site Perturbation on Electronic and Transport Properties of Carbon Nanotubes
在碳纳米管中，例如由辐射或化学吸附处理引起的最丰富的缺陷是在A和B位点上延伸的小扰动簇，即双位点缺陷。这些扰动团簇的相对位置在决定碳纳米管的电子性质方面起着至关重要的作用。利用能带结构和电子输运计算，我们发现，在扶手椅型金属纳米管的情况下，当团簇满足一定的周期性条件时，带隙打开。这种现象可能会被用于未来的纳米电子器件中，其中单个金属纳米管的某些区域可以变成半导体。尽管在这项工作中我们专门研究了氢吸附原子团簇的影响，但这种现象对于不同类型的缺陷来说是普遍的。此外，我们还研究了缺陷区的长度和随机性对电子输运的影响。
2011-01-03 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
Scaling analysis of electron transport through metal-semiconducting carbon nanotube interfaces: Evolution from the molecular limit to the bulk limit
我们对金属-半导体碳纳米管界面的电子和输运性质进行了标度分析，作为相干输运机制内纳米管长度的函数，该分析充分考虑了金属-纳米管界面的原子尺度电子结构和三维静电学。基于实空间格林函数的自洽紧束缚理论。作为第一个例子，我们研究通过将有限尺寸的单壁碳纳米管（SWNT）通过末端的悬挂键连接到高功函数和低功函数金属电极上形成的器件。我们分析了肖特基势垒形成在金属-纳米管界面的性质，通过检查静电，带阵容和金属-单壁碳纳米管分子-金属结的电导作为单壁碳纳米管分子长度和金属-单壁碳纳米管耦合强度的函数。我们发现，受限的圆柱形的几何形状和原子性质的电子过程中的金属-单壁碳纳米管界面导致不同的物理图片的平面金属-半导体界面的能带排列。我们分析了温度和长度依赖性的单壁碳纳米管结的电导，这表明从隧道热激活为主的运输与增加纳米管长度的过渡。由于单壁碳纳米管结内导电通道的数量有限，电导的温度依赖性比平面金属-半导体界面的电导的温度依赖性弱得多。我们发现，金属-单壁碳纳米管分子-金属结的电流-电压特性是敏感的模型的电位响应所施加的源极/漏极偏置电压。
2004-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Exciton diffusion in semiconducting single-wall carbon nanotubes studied by transient absorption microscopy
利用瞬态吸收显微镜研究了孤立半导体单壁碳纳米管中激子的时空动力学。测量了750 nm泵浦脉冲激发后810 nm探测脉冲的差分反射和透射。我们观察到一个双指数衰减的信号，快速的时间常数为0.66 ps和较慢的时间常数为2.8 ps。这两个常数都与泵浦能量密度无关。通过空间和时间分辨差分反射，我们能够观察到激子的扩散，并且在室温下测量到200 cm 2/s的扩散系数，在10 K和150 K的较低温度下测量到300 cm 2/s的扩散系数。
2012-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Large Magnetic Susceptibility Anisotropy of Metallic Carbon Nanotubes
通过磁性线性二向色光谱，金属单壁碳纳米管的磁化率各向异性已被提取，并发现是2-4倍大于半导体单壁碳纳米管的值。这种大的各向异性与我们的计算是一致的，可以理解的大轨道顺磁性的金属纳米管中的电子所产生的Aharonov-Bohm相诱导的间隙开口在一个平行的字段。我们还比较了我们的值与以前的工作半导体纳米管，这证实了突破的预测，即磁化率各向异性随直径线性增加。
2010-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Carbon nanotubes on partially depassivated n-doped Si(100)-(2x1):H substrates
我们提出了一个半导体碳纳米管的机械结构和电子性质的研究支持部分脱钝化硅衬底，推断从地形和光谱数据获得的室温下真空扫描隧道显微镜和密度泛函理论计算。从实验和理论两方面证实了半导体碳纳米管在Si（100）-（2x 1）：H上的机械畸变和掺杂，氢去钝化条带宽达100埃。这里提出的结果指向新的和本地功能的纳米管半导体接口。
2009-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Electronic Devices Based on Purified Carbon Nanotubes Grown By High Pressure Decomposition of Carbon Monoxide
由单壁碳纳米管（SWNTs）制成的晶体管，导线和传感器的优异性能使其成为先进纳米电子系统中有前途的候选者。气相生长程序，如一氧化碳的高压分解（HiPCO）方法产生大量的小直径半导体单壁碳纳米管，这是理想的用于纳米电子电路。然而，生长态HiPCO材料通常含有大部分碳质杂质，其降低SWNT器件的性能。在这里，我们展示了一种纯化，沉积和制造过程，产生的设备组成的金属和半导体纳米管的电子特性大大优于那些从原料HiPCO制成的电路。电路上的源极-漏极电流测量作为温度和背栅电压的函数，用于量化场效应晶体管几何形状中的半导体纳米管的能隙。这项工作展示了重大进展的目标，生产复杂的集成电路从批量生长的单壁碳纳米管材料。
2005-07-19 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
Fundamental Performance Limits of Carbon Nanotube Thin-Film Transistors Achieved Using Hybrid Molecular Dielectrics
在过去的十年中，半导体碳纳米管薄膜已被公认为在电子、能源和传感领域具有广泛应用的竞争材料。特别是，大面积柔性电子器件的改进已经通过生长后处理的独立进步来实现，以解决金属与半导体碳纳米管的异质性，改善栅极的异质性，以及自组装工艺。此外，特定器件组件的受控调谐提供了材料性质和器件性能指标之间的权衡的基本探测器。尽管如此，碳纳米管晶体管的性能适合于现实世界的应用，等待在独立开创的设备组件集成的理解为基础的进展。我们通过将高纯度半导体碳纳米管薄膜与定制设计的混合无机-有机栅极电介质集成在一起来实现这一目标。这种材料的协同组合避免了传统的设计权衡，导致几种晶体管性能指标的同时进步，例如，介电常数（6.5 μS/μm）、本征场效应迁移率（147 cm^2/Vs）、亚阈值摆幅（150 mV/decade）和开/关比（5 x 10^5），同时还实现了在环境条件下的无介电常数操作。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the doping in metallic and semiconducting carbon nanotubes by Raman and transport measurements
在原位拉曼实验连同输运测量已经进行了碳纳米管作为栅极电压的函数。在金属管中，观察到电子或空穴掺杂使$G^-$带的拉曼频率大幅增加，并伴随着其线宽的大幅减小。此外，我们看到半导体管中的$G^+$带的拉曼频率增加。这些结果定量解释使用从头计算，考虑到超越绝热近似的影响。我们的研究结果表明，拉曼光谱可以作为一个精确的测量掺杂的金属和半导体纳米管。
2007-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
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
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
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
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
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
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
Electron-hole symmetry in a semiconducting carbon nanotube quantum dot
固体中的光学和电子现象是由电子和空穴（充满电子海中的未占据状态）的行为引起的。电子-空穴对称性通常可以作为一种简化的描述，它表明能量高于费米海的电子与能量低于费米海的空穴行为相同。然而，在半导体中，由于导带的能带结构不同于价带，因此通常不存在电子-空穴对称性。在这里，我们报告的离散，量子化的能量谱的电子和空穴在半导体碳纳米管的测量。通过一个门，一个单独的纳米管被可控地填充了精确数量的电子或空穴，从一开始。具有N个空穴的纳米管的离散激发光谱与N个电子的相应光谱惊人地相似。这种近乎完美的电子-空穴对称性的观察首次证明了半导体纳米管可以不含带电杂质，即使在电子或空穴很少的情况下。此外，我们还发现了一个非常小的塞曼自旋分裂和激发光谱表明强的电子-电子相互作用。
2004-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton Dynamics in Carbon Nanotubes: From the Luttinger Liquid to Harmonic Oscillators
我们表明，半导体纳米管的吸收光谱可以确定使用玻色化技术结合平均场论和谐波近似。我们的结果表明，多带半导体纳米管减少到一个弱耦合谐振子系统。此外，准粒子性质的电子和空穴，包括一个光学激子自然出现从玻色子模型。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall
Majorana quasiparticles in semiconducting carbon nanotubes
工程有效的p波超导体托管马约拉纳准粒子（MQPs）是现在特别感兴趣的，也鉴于可能利用MQPs的容错拓扑量子计算。在准一维系统中，横模之间的耦合显著缩小了拓扑超导性的参数空间。再加上在实验可行的条件下实现拓扑相的要求，这在实践中强烈限制了可以托管MQPs的系统的选择。在这里，我们证明，半导体碳纳米管（CNT）在接近的超导体，如剥离的NbSe $_2$，满足这些需求。通过精确的数值紧束缚计算，在真实空间中，我们显示了本地化的零能量状态的出现在CNT两端的临界值以上的所施加的磁场。知道微观波函数，我们毫不含糊地证明了马约拉纳性质的局域化状态。采用精确的解析模型哈密顿量计算了拓扑相图。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall
Vacancy induced energy band gap changes of semiconducting zigzag single walled carbon nanotubes
在这项工作中，我们研究了如何在水平方向上诱导的多空位缺陷改变半导体单壁碳纳米管（SWCNTs）的能量和电子结构。单壁碳纳米管的电子结构计算为每个变形的配置通过实空间，订单（N）紧束缚分子动力学（O（N）TBMD）模拟。通过费米能级附近的电子态密度（eDOS）的行为，得到了实空间中的能带隙。空位可以有效地改变能量学，从而改变SWCNT的电子结构。在这项研究中，我们选择了三种不同的半导体锯齿形单壁碳纳米管，并确定带隙修改。根据n（mod 3）= 0、n（mod 3）= 1和n（mod 3）= 2的分类，我们选择了（12，0）、（13，0）和（14，0）锯齿形SWCNTs。(12，0）SWCNT在其原始状态下是金属性的。空位的应用打开了电子带隙，并且对于双空位缺陷管，它上升到0.13eV。另一方面，（13，0）和（14，0）SWCNT是在其原始状态下分别具有0.44eV和0.55eV的能带隙值的半导体。当在水平方向上引入单空位缺陷时，它们的能带隙值减小到0.07 eV和0.09 eV。然后双空位缺陷再次打开带隙。因此，在这两种情况下，都发生了超导-金属-半导体的转变。它还表明，带隙修改具有不可逆的特性，这意味着带隙值的纳米管不达到其原始值与空位的数量增加。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall
Exciton-Plasmon Coupling in 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。激子吸收线形表现出线（拉比）分裂$~0.1-0.3$ 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。我们期望这种效应为半导体碳纳米管的新型光电子器件应用开辟一条道路。
2007-12-28 cond-mat.mes-hall
Observation of Quantum Capacitance of individual single walled carbon nanotubes
我们报告了单个半导体和小带隙单壁碳纳米管的量子电容测量。所观察到的量子电容是显着小于源自态密度，它意味着在单壁碳纳米管的强电子相关。
2008-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diameter dependence of thermoelectric power of semiconducting carbon nanotubes
我们计算了许多半导体单壁碳纳米管（s-SWNTs）的热电势（或热电势）的直径范围内0.5-1.5 nm的使用玻尔兹曼输运形式结合一个扩展的紧束缚模型。我们发现s-SWNTs的热电势随着管径的减小而增加。对于一些直径小于0.6 nm的s-SWNTs，在室温下的热电势可以达到大于2000 μV/K的值，这是通常使用的热电材料中发现的热电势的约6至10倍。大的热电势值可以归因于纳米管的一维性和小直径s-SWNTs的大带隙的存在。我们推导出一个解析公式来重现的热电势的数值计算，我们发现，一个给定的s-SWNT的热电势是直接与它的带隙。该公式还解释了作为管直径的函数的热电势的形状，其看起来类似于带隙依赖于管直径的所谓Kataura图的形状。
2015-10-24 cond-mat.mes-hall
Topological Casimir effect in nanotubes and nanoloopes
在类Dirac-like模型的框架下研究了圆柱形和环形碳纳米管中的Casimir效应。拓扑Casimir能量是积极的金属圆柱形纳米管和负的半导体的。圆柱形纳米管沿其轴的环形紧化增加了沿其轴的金属型（周期性）边界条件下的Casimir能量，并降低了Casimir能量的螺旋型紧化。对于有限长度的金属纳米管，作用在管边缘的Casimir力总是吸引的，而对于双金属纳米管，它们对于小长度的纳米管是吸引的，对于大长度的纳米管是排斥的。
2009-11-06 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Crosstalk between nanotube devices: contact and channel effects
在降维情况下，库仑相互作用在确定器件特性方面起着至关重要的作用。虽然相同碳纳米管内的这种相互作用已被证明具有意想不到的性质，但器件集成和多纳米管器件需要考虑纳米管间的相互作用。我们提出了平面碳纳米管晶体管的特性，包括半导体纳米管之间的相互作用和半导体和金属纳米管之间的计算。结果表明，管间相互作用影响的通道行为和接触。对于长沟道器件，为了消除纳米管间的效应，必须将栅极氧化物厚度的数量级分开。由于该长度尺度对介电常数的指数依赖性，通过使用高k介电常数和嵌入式接触，非常高的器件密度是可能的。
2006-01-31 cond-mat.mes-hall
Scanned Probe Microscopy of Electronic Transport in Carbon Nanotubes
我们使用静电力显微镜和扫描门显微镜来探测碳纳米管在室温下的导电性能。多壁碳纳米管被证明是扩散导体，而金属单壁碳纳米管是超过微米长度的弹道导体。半导体单壁碳纳米管被证明有一系列的大障碍，沿其长度传导。这些测量也用于探测接触电阻和定位碳纳米管电路中的断裂。
2000-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
