Abstract
Carbon nanotubes are nanomaterials, which can be used in various areas due to their superior electrical and mechanical properties and has become the most promising candidate for nanoelectronics, nonodevices and nanocomposites. Chirality is an important parameter in designing a carbon nanotube (CNT) and needs to be investigated for the role it plays in the structure of a CNT. Recently it has been experimentally confirmed that the chirality of a nanotube controls the speed of its growth, and the armchair nanotube should grow the fastest. In this paper, we have presented various electrical parameters foran armchair CNT such as potential, electric field, electron current, charge density, I-V characteristics, and resistance variations by adjusting the input parameters such as chirality, length of the CNT, ambient temperature, and applied voltage. It has been observed that with the increase in chirality or chiral values of CNT, the electron current enhances whereas the resistance decrease. The charge density and I-V characteristics can be changed by varying chirality but it does not affect potential and electric field. The paper also highlights the effect of various parameters such as length of armchair CNT, ambient temperature and applied voltage on the performance of armchair CNT
چکیده
نانولوله های کربنی نانو موادی هستند که به خاطر دارا بودن خواص الکتریکی و مکانیکی برتر، بهترین انتخاب برای نانوالکتریک، نانو ابزار و نانو کامپوزیتها به شمار می روند. در طراحی نانولوله های کربنی (CNT) ، کایرالیته پارامتر مهمی است و لازم است که نقش آن در ساختار CNT مورد بررسی قرار گیرد. اخیرا تجربه ثابت کرده است که کایرالیته نانولوله، سرعت رشد آن را کنترل می کند و نانولوله ارمیچر باید سریعتر رشد کند. در این مقاله پارامترهای الکتریکی مختلفی مانند پتانسیل، میدان الکتریکی ، جریان الکترون، چگالی بار ،ویژگیهای I-V و تغییرات مقاومت با تنظیم پارامترهای ورودی مثل کایرالیته ، طول CNT ، محدوده دما و ولتاژ اعمال شده به یک آرمیچر CNT مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شده است که با افزایش کایرالیته یا مقادیر کایرال CNT ،جریان الکتریکی افزایش می یابد در حالیکه مقاومت آن کاهش می یابد.چگالی بار و ویژگیهای I-V با تغییر دادن کایرالیته تغییر می کند ولی بر پتانسیل و میدان الکتریکی اثری ندارد. در این مقاله همچنین تاثیر پارامترهای مختلفی مثل طول آرمیچر CNT، محدوده دما و ولتاژ اعمال شده بر عملکرد آرمیچر CNT مورد بررسی قرار گرفته اند.
1-مقدمه
کاربرد نانولوله های کربنی تک دیواره (SWNTs) در پزشکی و ابزارهای الکترونیکی به دلیل مشکل بودن ایجاد کایرالیته وابسته به رشد رویایی دوردست بشمار می رفت. با توسعه توانایی رشد نانو لوله ها ، رشد آنها با مشخصات خاص یک مورد بحرانی درتحقیقات در مقیاس نانو محسوب می شد. اما اخیرا در یک گزارش تجربی و تئوری پیشنهاد شده است که کایرالیته نانولوله، سرعت رشد آن را کنترل می کند و نانولوله های آرمیچر باید سریعتر رشد یابند. این موضوع که از نظر تجربی انجام شده بود در تئوری بوریس یاکوبسنا [1, 2]اثبات شده است.در اینجا با تعریف پارامترهایی که که کایرالیته را تعیین می کنند، یا زاویه رشد و بنابراین خواص الکتریکی، اپتیکی و مکانیکی آنها یک گام به جلو برداشته شده است. این تحقیق منجر به به بررسی بعدی بستگی کایرالیته به پارامترهای الکتریکی مختلف در یک آرمیچر تک دیواره CNT برای کاربردهای ابزار الکترونیکی شد که مورد نظر این مقاله است.
برای بحث در باره ژئومتری CNT ها [3, 4] ، ابتدا ژئومتری دو صفحه گرافن دو بعدی را در نظر می گیریم که در آن محورهای Xو Y به ترتیب موازی با جهت موسوم به آرمیچر و یک جهت زیگزاگی صفحه خواهد بود. نقطه O مبدا را در صفحه نشان می دهد . هر یک از گوشه های شش وجهی موقعیت یک اتم کربن را نشان می دهد....