نقش گروه هاي عاملي CH2 و CH2Cl در ساختار الكتروني نانو لوله هاي كربني (0و8)

The role of CH2 and CH2Cl functionalized group in the electronic structure of (8,0) carbon nanotubes

در مقاله حاضر، به بررسي تأثير عامل دار كردن نانولوله‌ هاي كربني (0و8) توسط گروه هاي CH2 و CH2Cl با استفاده از نظريه تابعي چگالي مي پردازيم. محاسبات ما نشان مي دهند كه جذب اين گروه ها، از طريق پيوند شيميايي كووالانسي همراه با انرژي جذب زياد 3/208- و 1/148- الكترون ولت به ترتيب مي باشد. همچنين ساختار الكتروني نانولوله‌كربني (0و8) عامل دار شده با گروه هاي مذكور دستخوش تغييرات مي‌شود. اين تغييرات شامل كاهش گاف انرژي براي هر دو گروه عاملي و به طور ويژه براي گروه CH2Cl، ايجاد حاملهاي قطبيده اسپيني و تبديل نانولوله كربني از يك نيمه هادي نوع p به يك نيمه هادي مغناطيسيِ دوقطبيِ نوع p مي باشد كه نشان دهنده امكان استفاده از اين ساختار در افزاره هاي اسپينترونيك است.

In this paper, density functional theory calculations are employed to explore the effects of CH2 and CH2Cl functionalization on the structural and electronic properties of (8,0) carbon nanotube. Our results indicate that formation of covalent bonds lead to chemisorption of CH2 and CH2Cl functional groups with the adsorption energy of about -3.208 eV and -1.148 eV, respectively. Furthermore, functionalization of (8,0) carbon nanotube with aforementioned groups significantly affects its electronic structure. The presence of each functional group reduces the band gap of carbon nanotube. In addition, generation of spin-polarized carriers, due to CH2Cl functionalization, converts carbon nanotube from a p-type semiconductor to a p-type bipolar magnetic one, indicating the application feasibility of CH2Cl-functionalized carbon nanotube in spintronic devices.