Диссертации

Шастун В.В

10.07.2014

Энергетический спектр и электрические свойства углеродных нанотрубок с примесями N и Cr.
01.04.07 – физика твердого тела
к.ф.-м.н.

Диссертационная работа посвящена созданию метода расчета энергетического спектра и электрических свойств низкоразмерных систем с примесями.
Развит метод описания электронных корреляций в неупорядоченных кристаллах, который основывается на гамильтониане многочастичной системы и диаграммной технике для расчета функций Грина. Электронные состояния системы описаны в рамках самосогласованной многозонный модели сильной связи.
Исследовано влияние примеси азота на расщепление энергетических зон электронов и фононов, обусловленное неэквивалентным положением атомов углерода в примитивной ячейке углеродной нанотрубки. Учтены процессы рассеяния электронов на потенциалах ионных остовов разного сорта и колебаниях кристаллической решетки. Предложен последовательный метод учета дальнодействующего кулоновского взаимодействия электронов на различных узлах решетки. Получено кластерное разложение для плотности состояний, свободной энергии и электропроводности неупорядоченной системы. Показано, что вклады процессов рассеяния элементарных возбуждений на кластерах уменьшается с увеличением числа узлов в кластере по некоторому малому параметру. Точность расчета определяется точностью перенорировки вершинных частей массовых операторов электрон-электронной и электрон-фононного взаимодействий, и малым параметром кластерного разложения.
Исследовано электронную структуру, свободную энергию и спин-зависимый транспорт углеродных нанотрубок с примесями атомов N и Cr.
На основе минимума свободной энергии выполнено геометрическую оптимизацию кристаллической структуры углеродной нанотрубки с примесью азота и с примесью хрома. Установлено, что атомы азота замещают атомы углерода и хаотично расположенные в узлах решетки. Атомы хрома хаотично расположены на поверхности углеродной нанотрубки напротив центров шестиугольников, в вершинах которых находятся атомы углерода.
Исследовано влияние внешнего магнитного поля на перенос заряда и локализованные магнитные моменты. Выяснена природа спин-зависимого транспорта в углеродных нанотрубках и графене с примесью хрома. Установлено, что спин-зависимый транспорт определяется разностью парциальных плотностей состояний для разных ориентаций спина относительно внешнего магнитного поля на уровне Ферми и временем релаксации электронных состояний. Величина спиновой поляризации электронного транспорта возрастает при увеличении концентрации примеси хрома и увеличении величины внешнего магнитного поля.

Ключевые слова: электронная структура, спин-зависимый транспорт, локализованные магнитные моменты, функции Грина, графен.

Оставить комментарий:

Имя:
Email:
Сайт:
Комментарий: