بررسی خواص الکترونی نانولوله کربنی تک جداره SWCNT 7,0 با استفاده از نظریه تابعی چگالی DFT

در این مقاله، خواص الکترونی نانولوله کربنی تک¬جداره زیگزاگ SWCNT7, 0 بررسی شد. این بررسی به روش نظریه-ی تابعی چگالی DFT و حل معادلات بس¬ذره¬ای کوهن-شم با رهیافت میدان خودسازگار SCF در تقریب چگالی موضعی LDA به انجام رسید. مورفولوژی نانولوله، استوانه¬ای با قطر مقطع Å 48/5 و جهت¬گیری رشد در جهت 100 است. بعد از انجام محاسبات همگرایی، انرژی قطع معادل eV 953 انتخاب، و فضای وارون به روش مونخورس-پک بصورت 16×1×1 مش¬بندی گردید. نتایج نشان می¬دهند گاف انرژی نانولوله¬ به علت بالا بودن نسبت سطح به حجم و بوجود آمدن تراز¬های سطحی میان گاف، کاهش می¬یابد. همچنین خواص الکترونی شامل ساختارنواری و چگالی حالت-های الکترونی نانولوله کربنی SWCNT7, 0 محاسبه شد و مشخص گردید بیشینه نوار ظرفیت و کمینه نوار رسانش هر دو در نقطه Γ هستند. منشاء این دو نوار ناشی از ترازهای پیوندی π و غیرپیوندیπ که به ترتیب دارای انرژی¬هایeV 53/0- وeV 62/0 از سطح فرمی می¬باشند. لذا گاف انرژی مستقیمی به مقدار eV15/1 در نقطه Γ ایجاد شد و مطابق انتظار نانولوله در دسته مواد نیمه¬رسانا قرار گرفت. همچنین پهنای نوارهای ظرفیت و رسانش میان نقاط Γ و Z به ترتیب دارای مقادیر eV92/1 و eV 23/2 هستند، لذا خطای خودبرهمکنشی تاثیر چندانی در نتایج ندارد.