1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Журнал неорганической химии
  4. T. 68, № 7, 2023

Журнал неорганической химии, 2023, T. 68, № 7, стр. 946-951

Влияние торсионных деформаций на спиновые состояния углеродных нанотрубок с металлической проводимостью

Е. П. Дьячков a, Н. А. Ломакин a, П. Н. Дьячков a, *

a Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
119991 Москва, Ленинский пр-т, 31, Россия

* E-mail: p_dyachkov@rambler.ru

Поступила в редакцию 13.02.2023
После доработки 06.03.2023
Принята к публикации 13.03.2023

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.

Ключевые слова: спин-орбитальное взаимодействие, электронные свойства, спинтроника, эффект Рашбы

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 материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Журнал неорганической химии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал