Влияние торсионных деформаций на спиновые состояния углеродных нанотрубок с металлической проводимостью

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Теоретически исследовано образование спиновых уровней при деформации кручения нехиральных (n, n) углеродных нанотрубок. В отсутствие механической деформации нанотрубки обладают инверсионной симметрией и металлическим типом зонной структуры с вырожденными по спину состояниями в области Ферми. Деформация кручения нарушает инверсионную симметрию, превращая трубку в хиральную систему. В результате из-за эффекта Рашбы полностью снимается вырождение уровней и формируются спиновые щели между зонами α- и β-типа.

Об авторах

Е. П. Дьячков

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: p_dyachkov@rambler.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

Н. А. Ломакин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: p_dyachkov@rambler.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

П. Н. Дьячков

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: p_dyachkov@rambler.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

Список литературы

  1. Ando T. // J. Phys. Soc. Jpn. 2000. V. 69. P. 1757. https://doi.org/10.1143/JPSJ.69.1757
  2. Chico L., Lopez-Sancho M.P., Munoz M.C. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. P. 176402. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.176402
  3. Huertas-Hernando D., Guinea F., Brataas A. // Phys. Rev. B. 2006. V. 74. P. 155426. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.155426
  4. Kuemmeth F., Ilani S., Ralph D. et al. // Nature. 2008. V. 452. P. 448. https://doi.org/10.1038/ncomms2584
  5. Ilani S., McEuen P.L. // Annu. Rev. Condens. Matter. Phys. 2010. V. 1. P. 1. https://doi.org/10.1146/annurev-conmatphys-070909-103928
  6. Jhang S.H., Marganska M., Skuorsky Y. et al. // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 041404. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.041404
  7. Jespersen T., Grove-Rusmussen K., Paaske J. // Nature Physics. 2011. V. 7. P. 348. https://doi.org/10.1038/nphys1880
  8. Steele G.A., Pei F., Laird E.A. et al. // Nature Commun. 2013. V. 4. P. 1573. https://doi.org/10.1038/ncomms2584
  9. Wunsch B. // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. P. 235408. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.235408
  10. Merchant C., Markovic N. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 156601. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.156601
  11. Wang K.Y., Blackburn A.M., Wang H.F. et al. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. P. 093508. https://doi.org/10.1063/1.4794535
  12. Guimaraes F.S.M., Kirwan D.F., Costa A.T. et al. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 153408. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.153408
  13. Flensberg K., Marcus C. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 195418. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.195418
  14. Gunlycke D., Jefferson J.H., Bailey S.W.D et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2006. V. 18. P. S843. https://doi.org/10.1088/0953-8984/18/21/S10
  15. Hueso L.E., Pruneda J.M., Ferrari V. // Nature. 2007. V. 445. P. 410. https://doi.org/10.1038/nature05507
  16. Galland C., Imamoglu A. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. P. 157404. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.157404
  17. Bulaev D., Trauzettel B., Loss D. // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. P. 235301. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.77.235301
  18. Laird E.A., Pei F., Kouwenhoven L.P. // Nat. Nanotechnol. 2013. V. 8. P. 565. https://doi.org/10.1038/nnano.2013.140
  19. Schulz A., De Martino A., Egger R. // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 033407. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.033407
  20. Galpin M.R., Jayatilaka F.W., Logan D.E. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 075437. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.075437
  21. Lim J., Lopez R., Aguado R. // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 196801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.196801
  22. Palyi A., Struck P., Rudner M. et al. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. P. 206811. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.206811
  23. Ohm C., Stampfer C., Splettstoesser J. et al. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 143103. https://doi.org/10.1063/1.3698395
  24. Alam K.M., Pramanik S. // Adv. Funct. Mater. 2015. V. 25. P. 3210. https://doi.org/10.1002/adfm.201500494
  25. Alam K.M. Pramanik S. // Nanoscale. 2017. V. 9. P. 5155. https://doi.org/10.1039/C6NR09395G
  26. Rahman Md.W., Alam K.M., Pramanik S. // ACS Omega. 2018. V. 3. P. 17108. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b02237
  27. Rahman Md.W., Firouzeh S., Mujica V. et al. // ACS Nano. 2020. V. 14. P. 3389. https://doi.org/10.1021/acsnano.9b09267
  28. Yang S.H. // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 16. P. 120502. https://doi.org/10.1063/5.0039147
  29. Yang S.H., Naaman R., Paltiel Y. et al. // Nat. Rev. Phys. 2021. V. 3. P. 328. https://doi.org/10.1038/s42254-021-00302-9
  30. Michaeli K., Kantor-Uriel N., Naamanm R. et al. // Chem. Soc. Rev. 2016. V. 45. P. 6478. https://doi.org/10.1039/C6CS00369A
  31. Naaman R., Waldeck D.H. // Annu. Rev. Phys. Chem. 2015. V. 66. P. 263. https://doi.org/10.1146/annurev-physchem-040214-121554
  32. Joselevich E. // ChemPhysChem. 2006. V. 7. P. 1405. https://doi.org/10.1002/cphc.200600206
  33. D’yachkov P.N. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 852. https://doi.org/10.1134/S0036023621110048
  34. D’yachkov P.N. // Appl. Func. Mater. 2022. V. 2. P. 35. https://doi.org/10.35745/afm2022v02.02.0006
  35. D’yachkov P.N., Makaev D.V. // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. P. 195411. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.195411
  36. D’yachkov P.N., Makaev D.V. // Int. J. Quantum Chem. 2016. V. 116. P. 316. https://doi.org/10.1002/qua.25030
  37. D’yachkov P.N. // Quantum Chemistry of Nanotubes: Electronic Cylindrical Waves. London: Taylor and Francis, 2019. 212 p.
  38. Дьячков П.Н. // Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применения. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. 203 с.
  39. Cohen-Karni T., Segev L., Srur-Lavi O. et al. // Nature Nanotechnol. 2006. V. 1. P. 36. https://doi.org/10.1038/nnano.2007.179
  40. Changa T. // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 90. P. 201910. https://doi.org/10.1063/1.2739325
  41. Zhang D.-B., James R.D., Dumitrică T. // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. P. 155418. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.115418
  42. Bercioux D., Lucignano P. // Rep. Prog. Phys. 2015. V. 78. P. 106001. https://https://doi.org/10.1088/0034-4885/78/10/106001
  43. Koo H.C., Nitta J., Frolov S. M. et al. // Nat. Mater. 2015. V. 14. P. 871. https://doi.org/10.1038/nmat4360
  44. Koo H.C., Kim S.B., Kim H. et al. // Adv. Mater. 2020. V. 32. P. 2002117. https://doi.org/10.1002/adma.202002117
  45. Рашба E.И., Шека В.И. // Физ. тверд. тела. 1959. Т. 2. С. 162.
  46. D’yachkov P.N., D’yachkov E.P. // Appl. Phys. Lett. 2022. V. 120. P. 173101. https://doi.org/10.1063/5.0086902
  47. D’yachkov P.N. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 1606. https://doi.org/10.1134/S0036023622600678
  48. Martin W.C. Notional Bureau of Standards A. Phys. Chem. 1971. V. 7SA.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (266KB)
Метаданные
3.

Скачать (163KB)
Метаданные
4.

Скачать (370KB)
Метаданные

© Е.П. Дьячков, Н.А. Ломакин, П.Н. Дьячков, 2023