Температурные зависимости транспортных характеристик углеродных наночастиц

Сергей Александрович Судоргин (Sergey A. Sudorgin), Николай Геннадьевич Лебедев (Nikolay G. Lebedev)

Аннотация


Предложена методика расчета температурных зависимостей транспортных характеристик различных углеродных наночастиц: однослойных нанотрубок, графена, двухслойного графена во внешнем постоянном электрическом поле. Получены аналитически и проанализированы численно соотношения для удельной электропроводности и коэффициента диффузии электронов в углеродных наноструктурах. Показано, что удельная электропроводность однослойных и двухслойных углеродных наноструктур уменьшается с ростом температуры. Электропроводность углеродных наночастиц нелинейно зависит от амплитуды внешнего постоянного электрического поля для различных температур. При повышении температуры коэффициент удельной электропроводности уменьшается. Коэффициент диффузии электронов не зависит от температуры как для однослойных так и для двухслойных наночастиц. Показана нелинейная зависимость коэффициента диффузии электронов от напряженности внешнего постоянного электрического поля. Предложено физическое обоснование полученных зависимостей.


Ключевые слова


углеродные нанотрубки; графен; двухслойный графен; электропроводность; диффузия электронов

Полный текст:

PDF

Литература


Eletskii A. V. Mechanical properties of carbon nanostructures and related materials. Physics Uspekhi, 2007, vol. 50, pp. 225–261.

Chernozatonskii L. A., Sorokin P. B., Artyukh A. A. New nanostructures based on graphene: physico-chemical properties and applications. Russian Chemical Reviews, 2014, vol. 83, no. 3, pp. 251–279.

Eletskii A. V., Iskandarova I. M., Bookman A. A., Krassikov D. N. Graphene: fabrication methods and thermophysical properties. Physics Uspekhi, 2011, vol. 54, pp. 227–258.

Morozov S. V., Novoselov K. S., Geim A. K. Electronic transport in graphene. Physics Uspekhi, 2008, vol. 51, pp. 744–748.

Lozovik Yu., Merkulov S., Sokolik A.A. Collective electron phenomena in graphene. Physics Uspekhi, 2008, vol. 51, pp. 727–744.

Rakov E.G. Carbon nanotubes in new materials. Russian Chemical Reviews, 2013, vol. 82, no. 1, pp. 27–47.

Harris P. Carbon nanotubes and related structures. New Materials of the XXI century. Moscow: Technosphere, 2003. 336 p. (In Russian).

Maksimenko S. A., Slepyan G. Ya. Nanoelectromagnetics of low-dimentional structure. In: Handbook of nanotechnology. Nanometer structure: theory, modeling, and simulation. Bellingham: SPIE, 2004. 576 p.

Eletskii A.V. Transport properties of carbon nanotubes. Physics Uspekhi, 2009, vol. 52, pp. 209–224.

Diachkov P. N. Carbon nanotubes: structure, properties, applications. Moscow: BINOM, 2006. 293 p. (In Russian)

Belonenko M. B., Lebedev N. G., Sudorgin S. A. coefficients of diffusion and conductivity of semiconductor carbon nanotubes in an external electric field. Physics of the Solid State, 2011, vol. 53, no. 9, pp. 1943–1946.

Belonenko M. B., Lebedev N. G., Sudorgin S. A. Electrical conductivity and diffusion coefficient of electrons in a graphene bilayer. Technical Physics, 2012, vol. 57, no. 7, pp. 1025–1029.

Sudorgin S. A., Belonenko M. B., Lebedev N. G. Effect of electric field on the transport and diffusion properties of bilayer graphene ribbons. Physica Scripta, 2013, vol. 87, no. 1, 015602.

Landau L. D., Lifshitz E. M. Physical kinetics. Moscow: Fizmatlit, 1979. 528 p. (In Russian)

Buligin A. S., Shmelev G. M., Maglevanny I. I. Differential thermopower superlattice in a strong electric field. Physics of the Solid State, 1999, vol. 41, pp. 1314–1316. (In Russian)

Izyumov Y. A., Chashchin I. I., Alekseev D. S. Theory of strongly correlated systems. Generating functional method. Moscow–Izhevsk: Regular and Chaotic Dynamics, 2006. 384 p. (In Russian)

Ohta T., Bostwick A., Seyller T., Horn K., Rotenberg E. Controlling the electronic structure of bilayer graphene. Science, 2006, vol. 313, pp. 951–954.

Dykman I. M., Tomchuk P. M. Fluctuations and transport phenomena in semiconductors. Kiev, Naykova Dumka, 1981. 320 p. (In Russian)




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2020-3-24-30

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (специальности: 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы; 01.04.07 - Физика конденсированного состояния).

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2019

Лицензия Creative Commons Материалы журнала публикуются по лицензии Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).