カーボンナノチューブにおける電子状態制御と量子輸送現象の理論

碳纳米管电子态控制理论和量子输运现象

• 批准号: 17740184
• 负责人: 鈴浦 秀勝
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740184/
• 关键词: カーボンナノチューブ; グラフェン; 電気伝導; 磁気抵抗; アンダーソン局在; 電子・格子相互作用

カーボンナノチューブの不純物散乱に起因する磁気伝導度を強束縛模型に基づき数値的に計算した.常に金属であるアームチェア型と金属と半導体のどちらかの伝導性を示すジグザグ型について調べた結果,金属と半導体で結果を分類できるとした研究計画時の予想とは異なり,アームチェアとジグザグという型による分類が可能であることが明らかになった.磁場がチューブ軸と平行な場合,常に金属となるアームチェアナノチューブに対しては磁場を増大することにより伝導率が低下,つまり,正の磁気抵抗が得られた.これは,ゼロ磁場において不純物ポテンシャルによる後方散乱が抑制される機構が破れることによる.対照的に,金属ジグザグナノチューブでは10テスラ程度の強磁場であっても伝導率は増大し,負の磁気抵抗を得る.このチューブの構造に依存した振る舞いは有効質量方程式によれば電子のエネルギー分散の異方性を与える高次の補正項により説明される.その補正項はアームチェア型の場合には先に述べた後方散乱抑制機構に影響を与えないが,ジグザグ型では,小さいながらも,散乱を生む原因となる.軸に平行な磁場はこの補正項を相殺し,散乱を減少させることで負の磁気抵抗を生じる.半導体ジグザグチューブの場合も同様に,エネルギーギャップを生む有効磁束と印加した磁束が相殺することで負の磁気抵抗が実現する.磁場がチューブ軸と直交する時はアームチェア・ジグザグのどちらの場合も伝導率は減少し,正の磁気抵抗が得られた.これはランダウ準位の形成過程で分散が平坦化し,電子の群速度が低下することが原因と考えられる.以上の結論から,カーボンナノチューブの磁気伝導はその構造,つまり,電子状態の構造に依存する高次補正項により多彩な振る舞いを示すことが明らかとなり,通常の電子系で期待される普遍的な振る舞いが実験で得られない事実を説明する理論となりうる.

The calculation of the fundamental values of the magnetic conductivity and the strongly bound model for the causes of impurity scattering in the gas phase. The conductivity of metals and semiconductors is often shown in the following ways: type adjustment results, metal and semiconductor classification results, and the expectation of research projects is different. When the magnetic field is parallel to the axis, the conductivity of the metal is reduced due to the increase of the magnetic field, and the positive magnetic resistance is obtained. The magnetic field of impurities in the rear of the body is not stable. In contrast, the metal layer has a strong magnetic field of 10 degrees, and the magnetic conductivity increases and the magnetic resistance decreases. The structure of the electron depends on the vibration of the electron, and the mass equation of the electron depends on the dispersion of the electron, and the higher order correction term. In the case of the correction term, the influence of the rear scattering suppression mechanism is firstly described, and the reason of the scattering is caused by the small scattering type. Axial parallel magnetic field and negative magnetic field resistance are produced. In the case of semiconductors, the magnetic field resistance of the negative magnetic field is realized by the magnetic field beam and the magnetic field beam. When the magnetic field is perpendicular to the axis, the conductivity decreases and the positive magnetic resistance decreases. The formation process of electron alignment is scattered and flattened, and the group velocity of electrons is reduced. The above conclusions indicate that the structure of the magnetic conduction of the electron state depends on the higher-order correction term, and the general electronic system is expected to be a universal vibration dance.

项目成果

(この中のカーボンナノチューブに関するページ)

（本页是关于碳纳米管的）

Anderson localization in semiconducting carbon nanotubes

• DOI: 10.1016/j.physe.2007.09.047
• 发表时间: 2008-03-01
• 期刊: PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES
• 影响因子: 3.3
• 作者: Suzuura, Hidekatsu;Yonezawa, Norifumi
• 通讯作者: Yonezawa, Norifumi

Quantum transport in carbon nanotubes and graphenes

碳纳米管和石墨烯中的量子传输

• 发表时间: 2007
• 作者: Yamauchi;S.;Ueno;M.;Koyama;K.;Bamba;A.;T.K.Onishi et al.;M.Belleguic et al.;Y. Utsuno;Y. Utsuno;Y. Utsuno;Y. Utsuno;N. Yonezawa;V.I. Falko;K. Kechedzhi;E.McCann;H.Suzuura;Hidekatsu Suzuura;H. Suzuura
• 通讯作者: H. Suzuura

Conductance of twisted carbon nanotubes

扭曲碳纳米管的电导率

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica E 34
• 作者: Yamauchi;S.;Ueno;M.;Koyama;K.;Bamba;A.;T.K.Onishi et al.;M.Belleguic et al.;Y. Utsuno;Y. Utsuno;Y. Utsuno;Y. Utsuno;N. Yonezawa;V.I. Falko;K. Kechedzhi;E.McCann;H.Suzuura
• 通讯作者: H.Suzuura

Weak localization in monolayer and bilayer graphene

• DOI: 10.1098/rsta.2007.2159
• 发表时间: 2008-01
• 期刊: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences
• 作者: D. Horsell;F. Tikhonenko;R. Gorbachev;A. K. Savchenko