Изменения электронной структуры углеродной нанотрубки типа зигзаг (8, 0) при допировании ее калием

Abstract

Методами теории функционала плотности выполнены расчеты зонной структуры углеродной нанотрубки типа "зигзаг" (8, 0), как идеальной, так и заполненной калием. Расчеты проведены с учетом оптимизации параметров трубки. Показано, что характеристические длины связей при допировании претерпевают изменения, в результате которых спектры поглощения допированной и недопированной трубок существенно отличаются. При этом смена характера проводимости допированной трубки с полупроводникового на металлический в основном обусловлена сдвигом уровня Ферми. Показано, что частота радиальной моды спектра комбинационного рассеяния при допировании уменьшается.

Методами теорії функціонала щільності виконано розрахунки зонної структури вуглецевої нанотрубки типу «зиґзаґ» (8, 0), як ідеальної, так і заповненої калієм. Розрахунки проведено з урахуванням оптимізації параметрів трубки. Показано, що характеристичні довжини зв’язків при допуванні перетерплюють зміни, у результаті яких спектри поглинання допованої та недопованої трубок істотно відрізняються. При цьому зміна характеру провідності допованої трубки з напівпровідникового на металевий в основному обумовлена зсувом рівня Фермі. Показано, що частота радіальної моди спектра комбінаційного розсіювання при допуванні зменшується.

The band structure of pure and potassiumdoped «zigzag» type (8, 0) carbon nanotubes has been calculated by the density functional theory approach. The calculations are carried out with taking into account the optimization of nanotube parameters. It is shown that under doping the characteristic bond lengths undergo the changes which result in substantially different a absorption spectra of doped and pure tubes. The change of conductivity type from semiconducting to metallic ones for doped tubes is mainly caused by the Fermi level shift. It is shown that the frequency of the radial phonon mode of the Raman spectrum decreases on doping.