بخشی از مقاله
چکیده
چالش عمده انتقال بار در شبکه های کریستالی نانو، اثرات حاصل از وجود بی نظمی است که موجب می شود حامل های بار در برخوردها پراکندگی عقب گرد را تجربه کنند. در این مطالعه، رهیافت متقاوتی برای انتقال الکترون در یک نانولوله نامنظم که توسط هامیلتونی تنگ-بست مدلسازی شده است، پیشنهاد می شود. اعمال میدان مغناطیسی موهومی در شبکه های کریستالی، تقویت انتشار رو به جلو و میرایی پراکندگی رو به عقب را به همراه دارد.
از این رو پیشنهاد می شود برای کاهش و از بین بردن اثرات بی نظمی، از میدانهای مغناطیسی موهومی استفاده شود. مطالعه حاضر بر مبنای نظریه آشوب کوانتومی صورت می گیرد و نتایج بدست آمده بیانگراین است که در نبود میدان مغناطیسی، الکترون کاملا جایگزیده بوده و رفتار الکتریکی نانولوله متناظر با رفتار الکتریکی عایقها یکسان است. اما با تقویت میدان پیمانه ای اعمالی، سیستم مورد مطالعه گذاری را مابین رفتار عایق و رسانا تجربه کرده و یک جریان الکتریکی متقارن ایجاد می شود.
مقدمه
بررسی خواص رسانایی و انتقال الکتریکی در مقیاس نانو توجه بسیاری از محققان را در سال های اخیر به خود جلب کرده است .[1] ساخت نانووایرها، تراشه های ریزکامپیوترها، نانوسنسورها و ... یکی از زمینه های مهم نانوالکترونیک بوده است. در این میان خواص انتقال سیستم های بی نظم اهمیت بسیاری پیدا کرده است 2]و.[3 بنابه نظریه مقیاس جایگزیدگی1، فقط سه رژیم انتقال وجود دارد: حالت فلزی، جایگزیده و بحرانی. در سال 1958، اندرسون پیشگویی کرد، ناخالصی هایی که در یک شبکه کریستالی بصورت تصادفی توزیع شده اند، می توانند یک الکترون را در ناحیه مشخصی از فضا جایگزیده کنند .
[4] از طرفی، وی نشان داد زمانیکه بی نظمی تا حد یک مقدار بحرانی افزایش یابد تمام حالت های الکترونی تبدیل به عایق می شوند. بنابراین، این سیستم ها می توانند با تغییر شدت بی نظمی تحت گذار فلز-عایق قرار بگیرند. از آنجاییکه بررسی حالت های جایگزیده و خواص گذارها با یک اثر کوانتومی خالص توضیح داده می شود، در اینکار سعی می کنیم که با یک مدل کوانتومی به مطالعه آنها بپردازیم.
از ویژگیهای مهم نمودار تکینگی این است که مقدار بیشینه آن برای همه حالتها برابر 3 - بعد توپولوژیکی نانوتیوب - است. مشخصه دیگر این نمودار که حالتهای جایگزیده و گسترده را بعنوان معرف رفتار رسانش نانوتیوب - عایق یا رسانا - از هم تفکیک می کند میزان پهن شدگی آن است. هرچقدر نمودار حاصل پهن تر باشد رفتار الکتریکی نانوتیوب به رفتار عایق نزدیکتر است و نمودارهای با پهن شدگی کمتر معرف وضعیت هایی هستند که در آن نانوتیوب همانند رسانا رفتار می کند .
[9,8,7] نتیجه محاسبات مولتی فرکتالی برای نانوتیوب موردنظر در شکل 2 نشان داده شده است. مطابق انتظار مقادیر کوچکتر میدان پیمانه ای، حالتهای جایگزیده تر را منجر شده اند و با تقویت میدان، پهنای نمودار تکینگی کاهش یافته است که نشاندهنده میل رفتار الکترونی نانوتیوب به رفتار الکترونی رساناها می باشد. علاوه بر محاسبات مولتی فرکتالی، می توان نمودار جریان الکتریکی را نیز بدست آورد که نمودار آن برای شدت های مختلف میدان پیمانه ای در شکل 3 آورده شده است.
