مطالعه اصول اوليه خواص الكتروني و ترابرد اسپيني در نانو لوله ي كربني زيگزاگ

First Principle Study of the electronic and spin transport properties of Zigzag carbon nanotube

اين پژوهش بر مبناي نظريه تابعي چگالي و با استفاده از تقريب چگالي موضعي انجام گرفته است. براي انجام محاسبات الكتروني از كد محاسباتي Siesta استفاده شده است. سپس با استفاده از روش تابع گرين غيرتعادلي و كد محاسباتي ، TranSiesta رفتار منحني مشخصه جريان - ولتاژ و ضريب عبور براي سامانه (CNT(3,3)/CNT(6,0)/CNT(3,3 متشكل از يك نانو لوله كربني زيگزاگ ساندويچ شده بين دو الكترود فلزي نيمه متناهي از جنس نانو لوله كربني دسته صندلي مطالعه شد. همچنين با رسم نمودار ضريب ترابرد براي اسپين بالا و پايين اثر جايگزيني ناخالصي فرومغناطيس اتم آهن را روي ناحيه مياني سامانه با درصد ناخالصي 1/04 مورد بررسي قرار داديم. نتايج ترابرد نشان داد با افزايش ولتاژ، به ازاي ولتاژهاي بالاتر از 0/75 ولت جريان افزايش محسوسي پيدا ميكند و افزودن ناخالصي باعث كاهش جريان نسبت به حالت بدون ناخالصي ميشود. از اين نتايج ميتوان در ساخت وسايل الكترونيكي كه در آنها خاصيت رسانايي، ترابردي و اسپينترونيك نانولوله هاي كربني مورد نظر است استفاده كرد.

This research is based on the density functional theory (DFT) as implemented in Siesta code for electronic properties calculation by using LDA method. By using the non-equilibrium Green’s function technique and TranSiesta code, the current-voltage characteristics and transmission coefficient for CNT(3,3)/CNT(6,0)/CNT(3,3) junction is studied. It consists of a zigzag carbon nanotube which is sandwiched between two semi-infinite metallic electrodes of armchair carbon nanotube. Finally with current-voltage characteristics for spin up and down we studied the effect of the replacement of carbon atoms with iron on the scattering region of CNT(3,3)/CNT(6,0)/CNT(3,3) junction with percentages of 1.04%.Transport results imply that with increasing voltage, for voltages higher than 0.75 volts, the current will increase. Adding magnetic impurity Fe, leads to reduce the electronic current in comparison to the pure junction. These results can be used to introduce electronic devices which their conductivity and spin transport properties are important