填充C原子、C60分子的碳納米管環(huán)中持續(xù)電流及其磁響應.pdf

1、在介觀尺度的半導體和金屬樣品中,電子的相位相干性引起一系列奇特的量子效應。其中在非超導金屬環(huán)中,由Aharonov-Bohm(AB)磁通誘導的持續(xù)電流就是介觀凝聚態(tài)物理中量子相干效應的典型例子。本論文利用緊束縛模型和發(fā)展的超級胞方法進行數(shù)值模擬,探索了填充的介觀碳納米管環(huán)(TCN)的電子結構、持續(xù)電流和磁響應特性,得到了有意義的結果,具體分為以下幾個部分:
　　第一章,概述了介觀物理的一些基本概念,描述了AB效應和由此引起的持續(xù)電

2、流的一般理論,總結了目前持續(xù)電流的實驗進展,并與理論進行了比較。
　　第二章,提出了環(huán)狀碳納米線(TCNW),即填充單原子碳環(huán)的TCN結構模型,預言單原子碳環(huán)作為理想的一維介觀環(huán)可能是物理存在。運用單π軌道的緊束縛模型,計算了TCNW的能譜和持續(xù)電流。結果發(fā)現(xiàn),內外環(huán)的相互作用導致從內環(huán)到外管環(huán)的電荷轉移,費米能被提升,以及某個磁通范圍內能帶重疊。當TCNW的外管環(huán)為鋸齒型金屬TCN時,初始的內部單原子碳環(huán)中持續(xù)電流的特征,如符號

3、、幅度和周期等,被該TCNW中的掩蓋掉;當TCNW的外管環(huán)為鋸齒型半導體TCN時,初始的內部單原子碳環(huán)與該TCNW中持續(xù)電流具有相同的變化特征。結果表明,實際一維介觀環(huán)中的持續(xù)電流受周圍環(huán)境的嚴重影響,而一個半導體或絕緣體包絡能為測量一維環(huán)中的持續(xù)電流提供理想的環(huán)境。
　　第三章,為獲得TCN中持續(xù)電流產生的龐磁矩,運用sp3雜化軌道的緊束縛模型,研究了環(huán)狀碳納米豆莢(TCNP),即填充C60分子環(huán)的TCN的能譜及磁響應。當TCN