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(yīng).pdf

1、在介觀尺度的半導(dǎo)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(yīng)。其中在非超導(dǎo)金屬環(huán)中,由Aharonov-Bohm(AB)磁通誘導(dǎo)的持續(xù)電流就是介觀凝聚態(tài)物理中量子相干效應(yīng)的典型例子。本論文利用緊束縛模型和發(fā)展的超級(jí)胞方法進(jìn)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(jié)構(gòu)、持續(xù)電流和磁響應(yīng)特性,得到了有意義的結(jié)果,具體分為以下幾個(gè)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(yīng)和由此引起的持續(xù)電

2、流的一般理論,總結(jié)了目前持續(xù)電流的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,并與理論進(jìn)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(jié)構(gòu)模型,預(yù)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(yùn)用單π軌道的緊束縛模型,計(jì)算了TCNW的能譜和持續(xù)電流。結(jié)果發(fā)現(xiàn),內(nèi)外環(huán)的相互作用導(dǎo)致從內(nèi)環(huán)到外管環(huán)的電荷轉(zhuǎn)移,費(fèi)米能被提升,以及某個(gè)磁通范圍內(nèi)能帶重疊。當(dāng)TCNW的外管環(huán)為鋸齒型金屬TCN時(shí),初始的內(nèi)部單原子碳環(huán)中持續(xù)電流的特征,如符號(hào)

3、、幅度和周期等,被該TCNW中的掩蓋掉;當(dāng)TCNW的外管環(huán)為鋸齒型半導(dǎo)體TCN時(shí),初始的內(nèi)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(jié)果表明,實(shí)際一維介觀環(huán)中的持續(xù)電流受周圍環(huán)境的嚴(yán)重影響,而一個(gè)半導(dǎo)體或絕緣體包絡(luò)能為測(cè)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(chǎn)生的龐磁矩,運(yùn)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(yīng)。當(dāng)TCN