Физика

Переход полупроводник-металл золотых нанотрубок

И. А. Матвеев, Г. И. Миронов

Марийский государственный университет, Йошкар-Ола

Аннотация: Актуальность и цели. Актуальность исследования перехода полупроводник-металл золотых нанотрубок вызвана высоким темпом миниатюризации электронных устройств. Целью работы является нахождение длины нанотрубки, при которой происходит переход из полупроводникового состояния в металлическое. Материалы и методы. В процессе исследования золотых нанотрубок хиральностей (6,0) и (7,0) в рамках модели Хаббарда в приближении статических флуктуаций был осуществлен переход к модели нанотрубки, чтобы была возможность математически описать наши наночастицы в рамках квантовой теории поля. Важную роль играет $\pi$-электрон, имеющий транспортные свойства. Задачей работы является построение энергетических спектров и исследование динамики изменения ширины зоны запрещенных энергий. Результаты. По полученным уравнениям движения из гамильтониана модели Хаббарда в приближении статических флуктуаций были получены антикоммутаторные функции Грина, по ним были построены энергетические спектры, из которых были найдены крышка и дно для валентной зоны и зоны проводимости соответственно, по которым была определена ширина зоны запрещенных энергий нанотрубок хиральностей (6,0) и (7,0). Выводы. Из полученных результатов можно сделать вывод, что по мере увеличения количества атомов в золотой нанотрубке хиральностей (6,0) и (7,0) происходит уменьшение ширины зоны запрещенных энергий вплоть до нуля, что в свою очередь показывает переход от полупроводникового состояния к металлическому. Исследуя графики динамики расстояния между крышкой и дном нижней и верхней хаббардовских подзон, можно сделать вывод, что осцилляция полупроводник-металл-полупроводник-металл не возникает.

Ключевые слова: хиральность, золотые нанотрубки, антикоммутаторная функция Грина, химический потенциал, энергетический спектр

УДК: 538.911

DOI: 10.21685/2072-3040-2023-4-9