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电学性质分类方法探析, 多壁碳纳米管的电学性质

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据涉及SWCNT能量散射带的研究,人们对SWCNT的电学性质进行了理论总结,下面进一步进行阐述。

电学性质分类方法探析, 多壁碳纳米管的电学性质

16.2.3.1 多壁纳米管的电学性质

Saito等人[16]研究揭示了DWCNT有趣的电学特性。他们观察到,两个类金属性的锯齿手性SWCNT会形成的双壁同轴CNT,当在这两个同轴圆柱层间施加连接力时,该双壁同轴CNT依旧具有类金属性。类似地,相同的假说也同样适用于半导体纳米管。Saito的研究小组和Fujita一同对金属半导体和金属半导体DWCNT进行了更深入的实验,实验结果预计,在施加管间连接力后,这种DWCNT仍保留其最初的电学特性。由DWCNT的鲁棒性可推出一个假设———它们可用作本章16.2.1节提到的具有内传导芯和外绝缘层的同轴电缆。

16.2.3.2 单壁碳纳米管的电学性质

SWCNT可根据其传导方式进行分类。根据涉及SWCNT能量散射带的研究,人们对SWCNT的电学性质进行了理论总结,下面进一步进行阐述。

16.2.3.3 类金属单壁碳纳米管(www.xing528.com)

自然界中SWCNT是单层的,因而不会像MWCNT一样,遭遇管间相互作用所引起的电子曲解。当SWCNT的价电子带和传导带在其正常能量散射光谱范围内相交时,在这两个电子带之间会有一个退化点[17-19]。这个退化点的存在意味着两个电子带之间距离接近零,这会导致SWCNT具有很高的导电性。因此,很低的激发能也足以把电子从价电子带激发至传导带中。故理论上可以预计,所有扶手椅SWCNT的特性都与金属纳米管类似[16]

16.2.3.4 半导体单壁碳纳米管

SWCNT的半导体性不像上节所述的类金属性一样简单易懂。如果采取相同的计算步骤来决定SWCNT的半导体性质,那么所得结果将有天壤之别。研究发现,不同手性的CNT表现出不同的电学特性[18-20]。考虑两个SWCNT,它们都具有锯齿手性,但其手性矢量不同,一个为(9.0),另一个为(10,0)。通过观察一个(10,0)型SWCNT能量散射带图中的能量差,可以认定这个SWCNT是半导体。相反,观察后我们可以预测,一个(9,0)型的SWCNT会表现出金属导电性。

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