مطالعه تحلیلی پذیرفتاری الکتریکی نانولوله‌های کربنی با در نظر گرفتن هم‌پوشانی میان همسایه‌های مرتبه سوم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه یاسوج

2 مدرس

چکیده

توصیف ترازهای انرژی برای گرافین و همچنین نانولوله‌های کربنی به کمک تقریب بستگی قوی با در نظر گرفتن همپوشانی میان توابع موج اتمی مربوط به الکترون‌های اوربیتال اتم‌های کربن و همچنین لحاظ نمودن همپوشانی تا همسایه‌های مرتبه سوم، به خوبی با نتایج حاصل از محاسبات اصول اولیه(first principle ) برای این ساختارها در توافق می‌باشد.
[S. Reich, et all, Phys. Rev. B 66, 035412(2012)]
لذا در این تحقیق برآن شدیم با استفاده از این روش ساده علاوه بر ترازهای انرژی، عناصر ماتریسی دو قطبی الکتریکی و پذیرفتاری الکتریکی خطی به صورت تابعی از فرکانس اپتیکی را برای چندین نانولوله‌ی کربنی تک دیواره برای حالت نور قطبیده موازی با محور نانولوله‌ها بررسی نماییم. سپس پذیرفتاری الکتریکی خطی بدست آمده را با نتایج حاصل از محاسبات به کمک روش بستگی قوی با در نظر گرفتن صرفا همسایه‌های اول و سپس همسایه‌های دوم بدون و با در نظر گرفتن همپوشانی مقایسه نماییم. نمودارهای ترازهای انرژی حاکی از آن هستند که وارد کردن هم‌پوشانی اولا تقارن ترازها‌ی انرژی را از بین می‌برد و از طرفی ضمن افزایش دقّت محاسبات، فرایند سرخگرایی ویا انتقال به سرخ را در طیف پذیرفتاری الکتریکی برای همه نانو‌لوله‌های کربنی به همراه دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analytic Study of the Susceptibility of Carbon Nanotubes by Including the Overlap between Third Nearest Neighbors

چکیده [English]

Including third-nearest neighbors interactions, tight-binding description of electronic dispersion reproduces the first-principle calculations for graphene as well as carbon nanotubes [S. Reich, et all, Phys. Rev. B 66, 035412(2012)]. Using a simple tight-binding method up to the third nearest neighbor interactions and considering the orbital overlap between wave functions, the energy dispersion, the electric dipole matrix elements and the linear electric susceptibility as a function of optical frequency of some single wall carbon nanotubes for light polarized parallel to the nanotube axis are investigated. The linear electric susceptibility obtained up to the third nearest neighbors including orbital overlap is compared with those obtained for the first nearest neighbors. The calculations show a red shift in linear electric susceptibility including third neighbors in comparison with those including only first nearest neighbors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbon nanotubes
  • Tight-binding description
  • Linear susceptibility
  • Third nearest neighbors