Электронная структура углеродных zigzag-нанотрубок

Abstract

На основе метода потенциалов нулевого радиуса исследована зонная структура одноэлектронного спектра одностеночных углеродных zigzag-нанотрубок. Показано, что формирование узкой запрещенной зоны в zigzag-нанотрубках (3N,0) обусловлено влиянием кривизны их стенок на одноэлектронный спектр π-электронов. Получены выражения для ширин запрещенных зон и эффективных масс нанотрубок (3N,0), (3N–1,0) и (3N+1,0) в зависимости от их диаметра.

На основі методу потенціалів нульового радіуса досліджено зонну структуру одноелектронного спектру одношарових вуглецевих zigzag-нанотрубок. Показано, що формування вузької забороненої зони у zigzag-нанотрубках (3N,0) зумовлено впливом кривини їх стінок на одноелектронний спектр π-електронів. Отримано вирази для ширин заборонених зон та ефективних мас нанотрубок (3N,0), (3N–1,0) і (3N+1,0) в залежності від їх діаметра.

The band structure of the one-electron spectrum of single-wall zigzag carbon nanotubes is investigated by the null-range potentials method. It is shown that the formation of a narrow forbidden zone in zigzag (3N,0) nanotubes is caused by the influence of their walls curvature onto the one-electron spectrum of π-electrons. The expressions for the widths of the forbidden zone and effective masses of (3N,0), (3N–1,0) and (3N+1,0) nanotubes depending on their diameters are obtained.