Electron transport properties of carbon nanotubes with radial compression deformation

Abstract

研究径向压缩形变对碳纳米管电子输运性质的影响对搭建微纳碳基电子器件具有重要意义．本文利用分子动力学模拟方法研究了端部开口的碳纳米管与金属界面接触构型，得出碳纳米管径向压缩形变的规律．模拟结果表明：碳纳米管在水平地接触金属表面后，其稳定状态下的径向压缩形变大小会受接触长度、管径大小、金属种类和片层数量的影响．基于紧束缚密度泛函理论和非平衡格林函数结合的第一性原理，系统地研究了不同直径、手性、片层、径向形变碳纳米管的电子输运性质．研究表明：金属性单壁碳纳米管的电流呈线性增长趋势，且电流-电压的大小只与偏压有关，与直径大小无关；受到径向压缩形变时，电流在大偏压下增长趋势减缓，甚至会出现平台效应．半导体性单壁碳纳米管的导通电流随着径向压缩形变的增加而减小，电流-电压曲线逐渐从半导体特性向金属特性转变．随径向压缩形变的增加，双壁碳纳米管的电流-电压变化规律与金属性单壁碳纳米管的电流-电压曲线变化规律一致，但在相同偏压下，双壁碳纳米管的电流比单壁碳纳米管的电流高一倍；三壁碳纳米管的电流-电压曲线存在较大的震荡波动．