Ballistic сonductivity of gold nanotubes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents the results of a theoretical study of the electronic structure and electrical conductivity with chirality indices (4, 0), (5, 0), (6, 0), (7, 0), (4, 4), and (5, 5). The simulations were performed using the density functional theory and the method of nonequilibrium Green’s functions. The exchange-correlation functional Perdue-Burke-Ernzerhof and two-exponential basis set were used. We demonstrated the importance of polarized basis sets for the study of electrical properties. Analysis of the results showed that the transmission functions of the studied nanotubes depends on the structure of the SWGNTs in a complex way, but, in general, it increase with increasing diameter. The dependence of the transmission function on the electron energy does not allow us to speak a priori about the linearity of the current–voltage characteristic of gold nanotubes within a certain finite voltage range. In addition to defect-free single-walled gold nanotubes, gold nanotubes of different diameters with a vacancy were also studied. This allowed us to evaluate the effect of such a defect on the atomic structure and electrical conductivity of the single-walled gold nanotubes. It was demonstrated that the conductivity drop can vary within a wide range, correlating with changes in the atomic structure.

About the authors

E. R. Sozykina

South Ural State University

Author for correspondence.
Email: sozykinaer@susu.ru
Russian Federation, Chelyabinsk

S. A. Sozykin

South Ural State University

Email: sozykinaer@susu.ru
Russian Federation, Chelyabinsk

V. P. Beskachko

South Ural State University

Email: sozykinaer@susu.ru
Russian Federation, Chelyabinsk

References

  1. Bachmann M.D., Sharpe A.L., Baker G., Barnard A.W., Putzke C., Scaffidi T., Nandi N., McGuinness P., Zhakina E., Moravec M., Khim S., Köni M., Goldhaber-Gordon D., Bonn D.A., Mackenzie A.P., Moll P. J.W. // Nat. Phys. 2022. V. 18. № 7. P. 819. https://www.doi.org/10.1038/s41567-022-01570-7
  2. Banszerus L., Frohn B., Fabian T., Somanchi S., Epping A., Müller M., Neumaier D., Watanabe K., Taniguchi T., Libisch F., Beschoten B., Hassler F., Stampfer C. // Phys. Rev. Lett. 2020. V. 124. № 17. P. 177701. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.177701
  3. De Cecco A., Prudkovskiy V.S., Wander D., Rini Ganguly R., Claire Berger C., de Heer W.A., Courtois H., Winkelmann C.B. // Nano Lett. 2020. V. 20. № 5. P. 3786. https://www.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00838
  4. Kondo Y., Takayanagi K. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. P. 3455. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.79.3455
  5. Oshima Y., Onga K., Takayanagi A. // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 205503. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.205503
  6. Takayanagi K., Kondo Y., Ohnishi H. // JSAP Int. 2001. V. 3. № 3. P. 3.
  7. Landauer R. // Phyl. Mag. 1970. V. 21. № 172. P. 863. https://www.doi.org/10.1080/14786437008238472
  8. Del Valle M., Tejedor C., Cuniberti G. // Phys. Rev. B. 2006. V. 74. P. 045408. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.74.045408
  9. Manrique D. Zs., Cserti J., Lambert C.J. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. № 7. P. 073103. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.81.073103
  10. Yang X., Dong J. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 233403. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.71.233403
  11. Cai Y., Zhou M., Zeng M., Zhang C., Feng Y.P. // Nanotechnology. 2011. V. 22. № 21. P. 215702. https://www.doi.org/10.1088/0957-4484/22/21/215702
  12. Sozykin S.A., Beskachko V.P. // Physica E. 2020. V. 115. P. 113686. https://www.doi.org/10.1016/j.physe.2019.113686
  13. Senger R., Dag, S. Ciraci S. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. P. 196807. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.196807
  14. Дьячков Е.П., Дьячков П.Н. // Журнал неорганической химии. 2021. Т. 66. № 11. С. 1568. https://www.doi.org/10.31857/S0044457X21110040
  15. Краснов Д.О., Кольцова Э.М. // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. 36. № 11. С. 60.
  16. García A., Papior N.R., Akhtar A., Artacho E., Blum V., Bosoni E., Brandimarte P., Brandbyge M., Cerdá J.I., Corsetti F., Cuadrado R., Dikan V., Ferrer J., Gale J., García-Fernández P., García-Suárez V.M., García S., Huhs G., Illera S., Korytár R., Koval P., Lebedeva I., Lin L., López-Tarifa P., Mayo S.G., Mohr S., Ordejón P., Postnikov A., Pouillon Y., Pruneda M., Robles R., Sánchez-Portal D., Soler J.M., Ullah R., Yu V. Wen-zhe, Junquera J. // J. Chem. Phys.2020. V. 152. № 20. P. 204108. https://www.doi.org/10.1063/5.0005077
  17. Lee J., Kim H.S., Kim Y.H. // AdV. Sci. 2020. V. 7. № 16. P. 2001038. https://www.doi.org/10.1002/advs.202001038
  18. Soler J.M., Artacho E., Gale D.J., García A., Junquera J., Ordejón P., Sánchez-Portal D. // J. Phys. Condens. Matter. 2002. V. 14. № 11. P. 2745. https://www.doi.org/10.1088/0953-8984/14/11/302
  19. Isshiki Y., Li D., Kiguchi M., Nishino T., Pauly F., Fujii S. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022. V. 14. № 9. P. 11919. https://www.doi.org/10.1021/acsami.1c24096
  20. Zhu Y., Chen C., Wu S., Cheng R., Cheng L., Zhou W.-L. // J. Appl. Phys. 2020. V. 128. № 6. P. 064302. https://www.doi.org/10.1063/5.0009406
  21. Abadir G.B., Walus K., Pulfrey D.L. // J. Comput. Electron. 2009. V. 8. № 1. P. 1. https://www.doi.org/10.1007/s10825-009-0263-5
  22. Agrawal S., Srivastava A., Kaushal G. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2022. V. 1221. № 1. P. 012053. https://www.doi.org/10.1088/1757-899X/1221/1/012053
  23. Wang Y., Ma Y., Ni E., Jiang Y., Li H. // Chem. Phys. Chem. 2022. V. 23. № 17. P. e202200177. https://www.doi.org/10.1002/cphc.202200177

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».