مطالعه ترابرد الکترون در نانولوله های کربنی

نانولوله های کربنی، مواد ایده آلی هستند که در ساخت ادوات الکترونیکی در ابعاد نانو بکار می روند. یکی از علل مقاومت الکتریکی سیستم های نانومقیاس در دمای پایین مکانیسم پراکندگی الاستیک می باشد. از جمله پراکندگی های الاستیک می توان مراکز کولنی و برهم کنش الکترون- الکترون را نام برد. در این پروژه، نظریه پراکندگی ناخالصی کولنی دور در نانولوله های تک جداره با استفاده از تقریب تک الکترون مورد بررسی قرار گرفت. ناخالصی ها با توزیع یکنواخت روی سطح بستر در نظر گرفته شد، سپس مدل کوانتوم- مکانیکی پراکندگی الکترون به وسیله ناخالصی دور واقع در سطح بستر بررسی گردید و عبارت کلی برای آهنگ پراکندگی الکترون در نانولوله های کربنی بدست آمد. نتایج حاصل نشان داد که آهنگ پراکندگی الکترون در نانولوله آرمچیر بیش از نانولوله زیگزاگ می باشد. همچنین به منظور بدست آوردن رسانندگی از معادله بولتزمن در مدل پخش– سوق استفاده گردید و با در نظر گرفتن تابع توزیع تعادلی برای ناخالصی ها رسانندگی نانولوله زیگزاگ در دمای صفر بررسی گردید. در ادامه برای محاسبه رسانندگی در دمای محدود، تابع توزیع فرمی- دیراک جایگزین تابع توزیع تعادلی شده و عبارتی تحلیلی برای رسانندگی در محدوده تکانه انتقالی کوچک و بزرگ بدست آمد. نتایج حاصل نشان داد که رسانندگی نانولوله زیگزاگ و نیم رسانا با افزایش ناخالصی کاهش و با افزایش سطح آلایش افزایش می یابد. بالاترین رسانندگی نانولوله نیم رسانا زمانی اتفاق می افتد که انرژی فرمی نزدیک به لبه زیرنوار بعدی باشد. کلید واژه: نانولوله، خواص ترابردی، پراکندگی، ناخالصی، رسانندگی.