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        碳納米結(jié)構(gòu)中的電子相關性
        
			
        
				2019-12-04 14:09:12
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			  來源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        需要新的材料來進一步減小電子組件的尺寸，從而使筆記本電腦和智能手機等設備更快，更高效。在這方面，新型材料石墨烯的微小納米結(jié)構(gòu)很有希望。石墨烯由單層碳原子組成，并且具有極高的電導率。然而，這種納米結(jié)構(gòu)的極端空間限制強烈影響了它們的電子性能?；鶢柎髮W理論物理與天體物理研究所(ITAP)的邁克爾·博尼茲教授(Michael Bonitz)教授領導的團隊現(xiàn)已成功使用精心設計的計算模型來模擬這些特殊納米結(jié)構(gòu)中電子的詳細行為。該知識對于在電子設備中潛在使用石墨烯納米結(jié)構(gòu)至關重要。
        

        碳納米結(jié)構(gòu)中的電子相關性
        

        納米結(jié)構(gòu)中電子性質(zhì)的精確模擬
        

        去年，兩個研究團隊在制造窄的，原子精確的石墨烯納米帶并測量其電子能量方面彼此獨立取得了成功。納米帶的寬度以精確控制的方式變化。納米帶的每個部分都有自己的能量擁有自己的電子結(jié)構(gòu)的國家 “但是，以前的理論模型無法完全再現(xiàn)測量結(jié)果，” ITAP統(tǒng)計物理學主席鮑尼茨說。連同他的博士學位 來自丹麥技術大學(DTU)的學生Jan-Philip Joost和他們的丹麥同事Antti-Pekka Jauho教授開發(fā)了改進的模型，并與實驗取得了很好的一致性。物理學家們在本期著名的《納米快報》上發(fā)表了他們的理論成果。
        

        新的和更精確的計算機模擬的基礎是這樣一個假設，即實驗和以前的模型之間的偏差是由電子相互排斥的細節(jié)引起的。盡管這種庫侖相互作用也存在于金屬中，并且確實以較粗略的方式包含在早期的模擬中，但在小型石墨烯納米帶中的作用要大得多，因此需要進行詳細的分析。電子被從其原始的能量狀態(tài)驅(qū)逐出去，必須“尋找”其他地方，正如Bonitz解釋的那樣：“我們能夠證明由于電子的庫侖相互作用而產(chǎn)生的相關效應對局部能譜具有顯著影響” 。
        

        納米帶的形狀決定了它們的電子性能
        

        研究小組通過研究許多這樣的納米帶已經(jīng)弄清了電子的允許能量值如何取決于納米結(jié)構(gòu)的長度，寬度和形狀。Joost補充說：“當改變納米帶的幾何形狀，寬度和形狀時，能譜也會改變。” 哥本哈根DTU的Jauho說：“這是我們的新數(shù)據(jù)首次使人們能夠精確預測如何通過特定地改變納米帶的形狀來控制能譜。” 研究人員希望這些預測現(xiàn)在也可以通過實驗進行檢驗，并導致開發(fā)新的納米結(jié)構(gòu)。這樣的系統(tǒng)可以為電子的進一步小型化做出重要貢獻。
        
			

			
          
        
			
        
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