П.А. Ивлиев - аспирант, кафедра физики, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана E-mail: ivliev-pavel@mail.ru

Представлены результаты теоретического исследования намагниченности одностенных углеродных нанотрубок металлического типа с учетом межэлектронного взаимодействия в приближении прямого кругового цилиндра. Получен явный вид зависимости намагниченности от температуры и хирального индекса. Проведен анализ установленных зависимостей для нанотрубок типа «кресло» и типа «зигзаг». Результаты сопоставлены с имеющимися на данный момент представлениями о магнетизме углеродных наноструктур. Установлено, что нанотрубки кресельной и зигзагообразной модификаций не обладают намагниченностью при превышении значения хирального индекса значения ста единиц.

 

1. Iijima S. Helical Microtubules of Graphitic Carbon // Nature. 1991. V. 354. Р. 56-58.
2. Дунаевский С.М., Розова М.Н., Кленкова Н.А. Электронная структура графитовых нанотрубок // Физика твердого тела. 1997. Т. 39. № 6. С. 1118-1121.
3. Островский П.М. Проводимость углеродных нанотрубок в продольном магнитном поле // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 72. № 8. С. 600-604.
4. Галкин Н.Г., Маргулис В.А., Шорохов А.В. Электродинамическая восприимчивость квантовой нанотрубки в параллельном магнитном поле // Физика твердого тела. 2002. Т. 44. № 3. С. 466-467.
5. Ведерников А.И., Чаплик А.В. Колебательные моды и электронно-фононное взаимодействие в полупроводниковых нанотрубках // Физика и техника полупроводников. 2004. Т. 38. № 11. С. 1358-1363.
6. Novoselov K.S. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in grapheme // Nature. 2005. V. 438. Р. 197-200.
7. Грудзинская И.С., Косаковская З.Я., Овчинников О.Б., Чабан И.А. Оптоакустический эффект в плотных слоях ориентированных углеродных нанотрубок: использование его для измерения коэффициента поглощения света и толщин пленок // Акустический журнал. 2006. Т. 52. № 3. С. 330-334.
8. Yang Z.P., Lijie C., Bur J.A., Lin S.Y., Ajayan P.M. Experimental observation of an extremely dark material made by a low-density nanotube array // Nano Letters. 2008. V. 8. № 2. Р. 446-451.
9. Елецкий А.В. Транспортные свойства углеродных нанотрубок // Успехи физических наук. 2009. Т. 179. № 3. С. 225-242.
10.  Захарченко А.А., Петров Б.К. Проводимость однослойных углеродных нанотрубок с металлическими свойствами в приближении свободных электронов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т. 5. № 12. С. 37-42.
11. Иванченко Г.С., Лебедев Н.Г. Проводимость углеродных нанотрубок, обусловленная миграцией протонов по их поверхности // Физика твердого тела. 2009. Т. 51. № 11. С. 2281-2286.
12. Shi H., Baac H.W., Guo L.J. Low density carbon nanotube forest as an index-matched and near perfect absorption coating // Applied Physics Letters. 2011. V. 99. № 21. Р. 211103-211106.
13. Садыков Н.Р., Скоркин Н.А. Воздействие нестационарного электрического поля с различным профилем переднего фронта на углеродные нанотрубки // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46, № 8. С. 1043-1048.
14. Danlee Y., Huynen I., Bailly C. Thin smart multilayer microwave absorber based on hybrid structure of polymer and carbon nanotubes // Applied physics letters. 2012. V. 100. Р. 213105-213109.
15. Maine S., Koechlin C., Rennesson S., Jaeck J., Salort S., Chassagne B., Pardo F., Pelouard J., Haidar R. Complex optical index of single wall carbon nanotube films from the near-infrared to the terahertz spectral range // Applied optics. 2012. V. 51. № 15. pp. 3031-3035.
16. Сеид-Рзаева С.М. Релаксация энергии неравновесных электронов в нанотрубке, сформированной свернутой квантовой ямой // Физика и техника полупроводников. 2013. Т. 47. № 6. С. 793-796.
17. Еркович О.С., Ивлиев П.А. Расчет электронной плотности углеродных нанотрубок во внешнем электромагнитном поле // Наноматериалы и наноструктуры - XXI век. 2016. Т. 7. № 1. С. 8-13.
18. Qin L.C., Zhao X., Hirahara K., Miyamoto Y., Ando Y., Iijima S. The smallest carbon nanotube // Nature. 2000. V. 408. P. 50.
19. Dresselhaus M.S. Down the straight and narrow // Nature(London). 1992. V. 358. P. 195 - 196.
20. Saito R., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Electronic structure of chiral graphene tubules // Applied physics letters. 1992. V. 60. P. 2204.
21. Charlier J.C., Michenaud J.P. Energetics of multilayered carbon tubules // Physical review letters. 1993. V. 70. P. 1858.
22. White C.T., Robertson D.H., Mintmire J.W. Helical and rotational symmetries of nanoscale graphitic tubules // Physical review B. 1993. V. 47. P. 5485.
23. Mintmire J.W., Dunlap B.I., White C.T. Are fullerene tubules metallic - // Physical review letters. 1992. V. 68. P. 631.
24. Винтайкин Б. Е. Физика твердого тела: Учеб. пособие. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2006. 360 с.
25. Еркович О.С., Ивлиев П.А. Расчет магнитных свойств однослойных углеродных нанотрубок в рамках метода функционалов плотности // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2016. № 4. С. 55-63.
26. Magda G.Z., Jin X., Hagymasi I., Vancso P., Osvath Z., Nemes-Incze P., Hwang C., Biro L.P., Tapaszto L. Room-temperature magnetic order on zigzag edges of narrow graphene nanoribbons. 2014. V. 514. P. 608-611.
27. Саенко Н.С., Зиатдинов А.М. Строение и магнитные свойства многослойных углеродных нанотрубок, полученных каталитическим пиролизом метана // Вестник ДВО РАН. 2012. № 5. С. 41-49.