Статьи автора

Моделирование спиновой селективности электропроводности хиральных платиновых нанотрубок

Номер выпуска 4 от 17.09.2025

С целью изучения электронных и спиновых свойств одностенных платиновых нанотрубок с помощью релятивистского метода симметризованных линеаризованных присоединенных цилиндрических волн рассчитаны два ряда хиральных нанотрубок: Pt(5, n₂) с 1 ≤ n₂ ≤ 4 и Pt(10, n₂) с 1 ≤ n₂ ≤ 9 с радиусами от 2.24 до 7.78 Å. Во всех трубках наблюдается характерное для соединений с полуметаллическим типом зонной структуры пересечение потолка валентной зоны и дна зоны проводимости с уровнем Ферми. Спин-орбитальная связь проявляется как расщепление нерелятивистских дисперсионных кривых, которое может превышать 0.5 эВ для зон вблизи энергий Ферми и убывает при переходе к внутренним состояниям валентной зоны и нанотрубкам большего диаметра. Значения спиновых плотностей состояний для электронов со спином вверх и вниз на уровне Ферми заметно различаются, что можно использовать для создания чисто спиновых токов через нанотрубки с помощью переменного электрического напряжения. Более всего для этого подходят нанотрубки (5, 3) и (10, 7).

9 0

Влияние торсионных деформаций на спиновые состояния углеродных нанотрубок с металлической проводимостью

Номер выпуска 7 от 17.09.2025

Теоретически исследовано образование спиновых уровней при деформации кручения нехиральных (n, n) углеродных нанотрубок. В отсутствие механической деформации нанотрубки обладают инверсионной симметрией и металлическим типом зонной структуры с вырожденными по спину состояниями в области Ферми. Деформация кручения нарушает инверсионную симметрию, превращая трубку в хиральную систему. В результате из-за эффекта Рашбы полностью снимается вырождение уровней и формируются спиновые щели между зонами α- и β-типа.

10 0

Спиновая селективность проводимости золотых нанотрубок по данным метода цилиндрических волн

Номер выпуска 10 от 17.09.2025

С помощью метода цилиндрических волн с учетом эффектов спин-орбитального взаимодействия рассчитана зонная структура двух рядов хиральных одностенных золотых нанотрубок (5, n₂) и (10, n₂). Выявлены соединения с высокой спиновой поляризуемостью электронного строения и спиновой селективностью проводимости. Они могут быть использованы в качестве материалов для создания элементов молекулярной спинтроники.

10 0

Спиновые свойства кремний-германиевых нанотрубок

Номер выпуска 5 от 17.09.2025

Методом цилиндрических волн изучены зависимости электронного строения от хиральности одностенных SiGe-нанотрубок. Установлено, что все нанотрубки обладают полупроводниковым типом зонной структуры с шириной запрещенной зоны E_g ~ 0.35 эВ, что отличает их от углеродных, кремниевых или германиевых аналогов, которые в зависимости от хиральности обладают полупроводниковыми, полуметаллическими или металлическими свойствами. Это различие обусловлено полярностью химической связи Si–Ge и, как следствие, влиянием антисимметричной компоненты электронного потенциала на зонную структуру соединений. Валентная зона шириной ~12 эВ включает в себя внутреннюю полосу преимущественно s-электронов шириной 2 эВ и расположенную выше полосу p-электронов шириной 8 эВ. Энергии спин-орбитальных щелей краев валентной зоны и зоны проводимости существенно различаются: для нехиральных нанотрубок они равны нескольким десятым мэВ, а хиральных – нескольким мэВ. С помощью механического воздействия, например скручивания нанотрубки вокруг ее оси или одноосной деформации, можно управлять энергией спин-орбитальных щелей, что может найти применение в спинтронике для управления спиновым транспортом в нанотрубках.

11 0

Спиновые свойства хиральных нанотрубок SiC

Номер выпуска 9 от 17.09.2025

В рамках релятивистского метода линеаризованных присоединенных цилиндрических волн рассчитаны зависимости зонной структуры одностенных SiC-нанотрубок (n₁, n₂), где n₁ = 7, 0 ≤ n₂ ≤ 7, от спина и хиральности. Установлено, что нанотрубки являются широкозонными полупроводниками с E_g от 2.26 до 3.15 эВ, а спин-орбитальное расщепление краев валентной зоны и зоны проводимости лежит в диапазоне 0.05–3.5 мэВ. Значения энергии спин-орбитальных щелей в правовинтовых и левовинтовых энантиомерах совпадают, но спины у них имеют противоположное направление. Отмечены хиральные нанотрубки, наиболее пригодные для селективного спинового транспорта с потенциально высокими потоками α- и β-электронов в противоположных направлениях.

11 0