Расчет магнитных свойств однослойных углеродных нанотрубок в рамках метода функционалов плотности

Представлены результаты теоретического исследования радиально-углового распределения электронной плотности одностенной углеродной нанотрубки металлического типа с учетом межэлектронного взаимодействия в приближении прямого кругового цилиндра. Рассмотренная система является цилиндрически симметричной потенциальной ямой с конечной высотой стенки. В рамках теории Кона - Шэма и приближения самосогласованного поля Хартри - Фока получено радиально-угловое распределение электронной плотности n(r). Проведен численный расчет радиальной компоненты электронной плотности. Показано, что вид функции n(r) не зависит от радиуса нанотрубки. Исходя из характера углового распределения вычислена индукция магнитного поля однослойной углеродной нанотрубки.

Литература

[1] Four-point resistance of individual single-wall carbon nanotubes / B. Gao, Y.F. Chen, M.S. Fuhrer, D.C. Glattli, A. Bachtold // Physical Review Letters. 2005. No. 95. P. 1-4.

[2] Винтайкин Б.Е. Физика твердого тела. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 360 с.

[3] Хартри Д. Расчеты атомных структур. М.: ИИЛ, 1960. 256 с.

[4] Фок В.А. Начала квантовой механики. М.: Наука, 1976. 376 с.

[5] Сарры А.М., Сарры М.Ф. К теории функционала плотности // Физика твердого тела. 2012. Т. 54. № 6. С. 1237-1243.

[6] Кон В. Электронная структура вещества - волновые функции и функционалы плотности // УФН. 2002. Т. 172. № 3. С. 336-348. DOI: 10.3367/UFNr.0172.200203e.0336

[7] Thomas L.H. The calculation of atomic fields // Proc. Cambridge Philos. Soc. 1927. Vol. 23. No. 5. Р. 542-548.

[8] Прут В.В. Уравнение состояния в квазиклассическом приближении // ЖТФ. 2004. Т. 74. № 12. С. 10-20.

[9] Ивлиев П.А., Еркович О.С. Углеродные нанотрубки: распределение электронной плотности, возможные применения // Физическое образование в вузах. 2014. Т. 20. № 1С. С. 18.

[10] Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям. М.: Наука, 1979. 834 с.

[11] Ивлиев П.А. Радиальное распределение электронной плотности углеродной нанотрубки // Электрон. журн. Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 9. С. 6-16. URL: http://sntbul.bmstu.ru/doc/732012.html

[12] Novoselov K.S. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene // Nature. 2005. Vol. 438. P. 197-200.

[13] Броздниченко А.Н., Пономарев А.Н., Пронин В.П., Чистотин И.А. Магнитные свойства углеродных нанотрубок при отборе автоэмиссионного тока // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. 2006. № 6 (15). С. 58-64.

[14] Ramirez A.P., Haddon R.C., Zhou O. Magnetic susceptibility of molecular carbon: Nanotubes and fullerite // Science. 1994. Vol. 265. P. 84-86.