Глушков Г.И., Тучин А.В., Бормонтов Е.Н.
МОДУЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ УЛЬТРАКОРОТКОЙ УГЛЕРОДНОЙ НАНОТРУБКИ (0,9) ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ ЩЕЛОЧНЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Полный текст:

В работе установлено, что в узком интервале длин в металлических трубках (0,9) не выполняется правило 3k, существует ненулевая запрещенная зона, и трубки становятся полупроводниковыми. Энергетический зазор между граничными орбиталями в триплетном состоянии зависит от спина, поэтому проводимость трубки спинзависима, что обуславливает перспективу использования ук-УНТ в устройствах со спиновым транспортом. Ширина запрещенной зоны убывает при дискретном наращивании длин трубки.

Контролируемое введение металлической примеси приводит к модуляции запрещенной зоны, росту проводимости и спиновой поляризации в случае анионных комплексов. Таким образом, показан технологический способ управления свойствами материала для создания функциональных устройств спинтроники.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 16-32-00926 мол_а).

Ключевые слова: спин, спинтроника, углеродная нанотрубка, допирование, щелочные металлы

Глушков Григорий Иванович – аспирант кафедры физики полупроводников и микроэлектроники, Воронежский государственный университет; тел.: +7 (952) 5461253, e-mail: green5708@yandex.ru

Тучин Андрей Витальевич – к. ф.-м. н., м. н, доцент кафедры физики полупроводников и микроэлектроники, Воронежский государственный университет; тел.: +7 (908) 1485775, e-mail: a.tuchin@bk.ru

Бормонтов Евгений Николаевич – д. ф.-м. н., профессор, заведующий кафедрой физики полупроводников и микроэлектроники, Воронежский государственный университет; тел.: +7 (473) 2208481, e-mail: me144@phys.vsu.ru

  1. Bhaattacharya S., Akande A. and Sanvito S. // Chemical Communications, 2014, vol. 50, pp. 6626-6629.
  2. Awschalom D. D., Flatte M. E. // Nature Communications, 2007, pp. 153-159.
  3. Murat A., Rungger I., Jin C., Sanvito S. and Schwingenschlögl U. // J. Phys. Chem. C, 2014, vol. 118, pp. 3319-3323.
  4. Sun L., Wei1 P., Wei J., Sanvito S. and Hou1 S. // J. Phys. Condens. Matter, 2011,vol. 23, p. 425301.
  5. Wu J., and Hagelberg F. // Phys. Rev. B, 2010, vol. 81, pp. 155407-155415.
  6. Kamil L., Ritschel M., Albrecht L., Krupskaya Y., Buchner B., Klingeler R. // J. Phys.: Conf. Ser., 2010, vol. 200, pp. 072061.
  7. Minot E. D., Yaish Y., Sazonova V., McEuen P. // Nature, 2004, vol. 428, p. 536.
  8. Jung H. Y., Jung S. M., Kim L. // Carbon, 2008, vol. 46, pp. 969–973.
  9. Sanchez-Valencia J. R., Dienel T., Gröning O., et al. // Nat. Lett., 2014, vol. 512, p. 61.
  10. Kato T., Hatakeyama R. // ACS Nano, 2010, vol. 4 pp.7395-7400.
  11. Tuchin A. V., Nestrugina A. V., Bityutskaya L. A., Bormontov E. N. // J. Phys.: Conf. Ser., 2014, vol. 541, p. 012008.
  12. Cioslowski J., Rao N. and Moncrieff D. // J. Am. Chem. Soc., 2002, vol. 124, p. 8485.
  13. Rocherfort A., Salahub D. R., et al. // J. Phys. Chem. B, 1999, vol. 103, p. 641.
  14. Buonocore F., Trani F., Ninno D., et al. // Nanotech, 2008, vol. 19, p. 025711 (6).
  15. Wang B.-C., Wang H.-W., Lin I.-C., Lin Y.-S., Chou Y.-M. and Chiu H.-L. // J. Chin. Chem. Soc., 2002, vol. 50, p. 939.
  16. Tuchin A. V., Ganin A. A., Zhukalin D. A., Bitytskaya L. A. and Bormontov E. N. // Recent Advances in Biomedical & Chemical Engineering and Materials Science, 2014,vol. 1, p. 40.
  17. Lu D., Li Y., Rotkin S. V., Ravaioli U., Schulten K. // Nano Letters, 2004, vol. 4, p. 2383.
  18. Yumura T., Hirahara K., Bandow S., et. al. // Chemical Physics Letters, 2004,vol. 386, p. 38.
  19. Parker S. F., Bennington S. M., Taylor J. W., Herman H., Silverwood I., Albers P., Refson K. // Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, vol. 13, p. 11192.
  20. Tuchin A. V., Bityutskaya L. A., Bormontov E. N. // Eur. Phys. J. D, 2015, pp. 69:87.
  21. Schettino V., Pagliai M., and Cardini G. // J. Phys. Chem.: A, 2002, vol. 106, p. 1815.
  22. Hertel I. V., Steger H., de Vries J., Weisser B., Menzel C., Kamke W. // Phys. Rev. Lett., 1992, vol. 68, p. 784.
  23. Yoo R. K., Ruscic B., Berkowitz J. // J. Chem. Phys., 1992, vol. 96, p. 911.
  24. de Vries J., Steger H., Kamke B., Menzel C., Weisser B., Kamke W., Hertel I. V. // Chemical      Physics Letters, 1992, vol. 188, p. 159.
  25. Steger H., Holzapfel J., Hielscher A., Kamke W., Hertel I. V. // Chemical Physics Letters, 1995, vol. 234, p. 455.
  26. Brink C., Andersen L. H., Hvelplund P., Mathur D., Voldstad J. D. // Chemical Physics Letters, 1995, vol. 233 p. 52.
  27. Wang X. B., Ding C. F. and Wang L. S. // J. Chem. Phys., 1999, vol. 110, p. 8217.
  28. Dresselhaus M. S., Dresselhaus G. and Saito R. // Carbon, 1995,vol. 33, p. 883.
  29. Saito R., Fujita M., Dresselhaus G. and Dresselhaus M. // Phys. Rev. B, 1992, vol. 46, p. 1804.
  30. Odom T. W., Huang J. L., Kim P. and Lieber C. M. // Nature, 1998, vol. 391, p. 62.
  31. Ouyang M., Huang J. L. and Lieber C. M. // Acc. Chem. Res, 2002, vol. 35 p. 1018.
  32. Белоненко М. Б., Лебедев Н. Г., Пак А. В. // ФТТ, 2011, т. 53, № 8, с. 1604 –1608.
  33. Белоненко М. Б., Лебедев Н. Г., Пак А. В. // Письма в ЖТФ, 2011, т. 37, № 15, с. 69–78.
  34. Глушков Г. И., Тучин А. В., Ефимов Н. Н., Бормонтов Е. Н. // Конденсированные среды и межфазные границы, 2016, т. 19, № 1, с. 37–41.
  35. Glushkov G. I., Tuchin A. V., Bityutskaya L. A. // Journal of Nano and Microsystem Technique, 2016,vol. 18, pp. 531– 538
  36. Durgun E., Dag S., Bagci V. M. K., Gulseren O. // Phys. Rev. B, 2003, vol. 67, pp. 201401–201404.