自旋軌道耦合作用對碳納米管電子能帶結(jié)構(gòu)的影響

編號：NMJS03048

篇名：自旋軌道耦合作用對碳納米管電子能帶結(jié)構(gòu)的影響

作者：楊杰； 董全力； 江兆潭； 張杰；

關(guān)鍵詞：單壁碳納米管； 自旋軌道耦合； 緊束縛近似螺旋對稱模型；

機(jī)構(gòu)： 中國科學(xué)院物理研究所光物理重點(diǎn)實(shí)驗室； 北京理工大學(xué)理學(xué)院物理系；

摘要： 本文考慮自旋軌道耦合作用的情況下,采用緊束縛近似螺旋對稱模型計算了單壁碳納米管的電子能帶結(jié)構(gòu).研究發(fā)現(xiàn):對于Armchair型單壁碳納米管,自旋軌道耦合作用和彎曲效應(yīng)共同導(dǎo)致了費(fèi)米面Dirac點(diǎn)附近電子能帶結(jié)構(gòu)的能隙;對于Zigzag型和手性單壁碳納米管,自旋軌道耦合作用使得電子最高占據(jù)態(tài)和最低未占據(jù)態(tài)產(chǎn)生能級劈裂,能級劈裂的大小不但與碳納米管的直徑和手性角密切相關(guān),而且相對于費(fèi)米面是不對稱的;根據(jù)指數(shù)(n,m)可以將Zigzag型和手性單壁碳納米管分為金屬性碳納米管(ν=0)、第一類半導(dǎo)體性碳納米管(ν=-1)和第二類半導(dǎo)體性碳納米管(ν=1)三類,并呈現(xiàn)出與光學(xué)躍遷能極其類似的族效應(yīng).計算研究結(jié)果可以比較好地解釋實(shí)驗結(jié)果.