Проведено теоретичне дослідження термоелектричного ефекту в нанострічках допованого графену для випадків "крісла" (armchair) і "зігзагу" (zigzag) з урахуванням відповідних електронних станів (з щілиною та без щілини в енергетичному спектрі). За допомогою кінетичного рівняння Больцмана визначено електропровідність, термоелектричний коефіцієнт і термоерс. Для випадку "крісла" розглянуто пружне розсіяння носіїв струму на екранованому потенціалі зарядженої домішки, а для випадку "зігзагу" визначено вплив електрон-фононної взаємодії. Показано, що наявність щілини в енергетичному спектрі та одновимірного руху в нанострічці призводить до збільшення термоерс у порівнянні з випадком необмеженого графену.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.213 + В372.7

Рубрики:

Тубулярні і цибулинні графени

Радіаційні ефекти у твердих тілах

Шифр НБУВ: Ж25640 Пошук видання у каталогах НБУВ 

We begin with a brief description of the role of the Nernst - Ettingshausen effect in the studies of the high-temperature superconductors and Dirac materials such as graphene. The theoretical analysis of the NE effect is involved because the standard Kubo formalism has to be modified by the presence of magnetization currents in order to satisfy the third law of thermodynamics. A new generation of the low-buckled Dirac materials is expected to have a strong spin Nernst effect that represents the spintronics analog of the NE effect. These Dirac materials can be considered as made of two independent electron subsystems of the two-component gapped Dirac fermions. For each subsystem the gap breaks a time-reversal symmetry and thus plays a role of an effective magnetic field. We explicitly demonstrate how the correct thermoelectric coefficient emerges both by the explicit calculation of the magnetization and by a formal cancelation in the modified Kubo formula. We conclude by showing that the nontrivial dependences of the spin Nersnt signal on the carrier concentration and electric field applied are expected in silicene and other low-buckled Dirac materials.

Дослідження графенових нанолистів (ГНЛ) та окиснених ГНЛ (ОГНЛ), проведено за допомогою методу рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (РФС). На додаток до РФС зразки досліджено за допомогою методів сканувальної та просвічувальної мікроскопії. Встановлено, що аргонне бомбардування усуває функціональні карбоксильні та епоксидні групи зі зразків. Відсутність емісійних OKalpha-смуг в ОГНЛ і ГНЛ пов'язана з видаленням зі зразка кисню в результаті електронного бомбардування у ході дослідження зразка за допомогою методу ультрам'якої рентгенівської емісійної спектроскопії.

Проаналізовано спектри комбінаційного розсіяння світла (мікро-КРС) одностінних вуглецевих нанотрубок (ВНТ), кристалічного графіту (КГ), одно- (ОШГ) і двошарового (ДШГ) графенів. Встановлено структури давидівських мультиплетів в енергетичних спектрах електронних станів ОШГ та ДШГ і КГ. Показано, що енергетичний спектр коливних та електронних станів ВНТ і КГ можна описати дисперсійними кривими, які попарно об'єднуються в точках А зон Бріллюена цих структур. Аналітично розраховано форми коливань у стаціонарних пружних хвилях для одностінних нанотрубок в точках GAMMA і А їх зон Бріллюена та для ОШГ та ДШГ і КГ в точках GAMMA, К і М відповідних їм зон Бріллюена.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.213 + В372.7

Рубрики:

Тубулярні і цибулинні графени

Радіаційні ефекти у твердих тілах

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В рамках простой модели исследована квантовая электроемкость эпитаксиального графена. Электроемкость эпитаксиального графена скачкообразно меняется на границе между областями разрешенных и запрещенных энергий. Рассмотрен случай размерно-квантованной подложки. Получены энергетические, температурные и концентрационные зависимости. Некоторые результаты находятся в удовлетворительном согласии с имеющимися экспериментальными результатами. Обсуждена перенормировка скорости Ферми электронов графена за счет подложки.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.213 + В377.12

Рубрики:

Тубулярні і цибулинні графени

Електропровідність. Електричний опір

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.213 + В372.15

Рубрики:

Тубулярні і цибулинні графени

Електронна мікроскопія

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Phonon and electron spectra of metallic bigraphene are analyzed in the presence of step-edge crystal imperfection. Different geometries of step-edge are considered. The dynamic planar stability of the considered structure is proved for temperatures above the ambient. The number of phonon states is shown to grow near the K-point of the first Brillouin zone, compared to pristine graphene. It is found, that this type of defects causes substantially non-uniform distribution of electron states and the pronounced increase in the number of states with energies close to Fermi energy can be expected in electron spectrum of the graphene-based compounds. The performed calculations are in good agreement with inelastic neutron, x-ray and Raman measurements.

Рассчитаны и проанализированы спектры зависимости коэффициента прохождения T от энергии квазичастиц E одной из разновидностей сверхрешеток (СР) Фибоначчи, созданных на основе графена. СР построена из креслообразных графеновых нанолент (ГНЛ), а квазипериодичность образуется благодаря тому, что в качестве отдельных элементов сверхрешетки использованы металлоподобные (МКГНЛ) и полупроводниковые (ППКГНЛ) ленты, размещенные вдоль оси выращивания решетки в соответствии с последовательностью чисел Фибоначчи. Показано, что различия в значениях поперечно квантованного квазиимпульса электронов в МКГНЛ и ППКГНЛ вполне достаточно для образования эффективной квазипериодической модуляции в рассматриваемой структуре (дополнительных факторов не требуется) и определен оптимальный для этого диапазон ширин нанолент. Проанализирована зависимость спектральных свойств изучаемой структуры от геометрических параметров сверхрешетки, а также от внешнего электростатического потенциала. Обращено внимание, в частности, на то, что в каждой генерации Фибоначчи существует дираковская сверхрешеточная запрещенная зона. Результаты работы могут быть полезны при определении оптимальных параметров устройств наноэлектроники на основе графена.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.213 + В377.151

Рубрики:

Тубулярні і цибулинні графени

Термоелектричні явища

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.213 + В379.273

Рубрики:

Тубулярні і цибулинні графени

Магнітні властивості напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.213 + В379.24

Рубрики:

Тубулярні і цибулинні графени

Оптичні властивості напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

За допомогою методів функціоналу електронної густини та псевдопотенціалу із перших принципів одержано розподіли густини валентних електронів і потенціальні рельєфи міграції молекул води вздовж пласкої поверхні графену та всередині вуглецевої нанотрубки. Встановлено, що масоперенесення води всередині нанотрубки стимулюється додатковими рушійними силами, пов'язаними з кривиною її поверхні, які проявляються у зменшенні на 2 порядки енергії дифузії за повздовжнього руху молекул у нанотрубці (на порядок - за поперечного руху) у порівнянні з рухом молекул вздовж пласкої поверхні графену.

Розглянуто пружне розсіяння електронів в графені неоднорідним магнітним полем далеких наномагнітів у межах модифікованого борнівського наближення. Наномагніти моделюються точковими магнітними диполями, орієнтованими перпендикулярно і паралельно площині графена. Вони можуть створювати досить сильні магнітні поля без пошкодження площини графена. Знайдено в замкнутому вигляді і числово проаналізовано перетини розсіювання електронів. Показано, що цей механізм розсіювання містить ненульовий перетин розсіювання назад і може помітно впливати на провідність графена.

Проаналізовано умови, за яких загальний опис динамічних властивостей квазічастинок майже збігається з аналогічним описом для реальних релятивістських частинок. Такий аналіз на сьогодні актуальний у зв'язку із зростанням інтересу до електронних властивостей графена та інших наноструктур вуглецевого походження (фулерени, нанотрубки і таке інше). Розвиток традиційних застосувань квазічастинок (надплинність, перенос заряду або енергії) також вимагає узагальненого аналізу динамічних властивостей квазічастинок. Розглянуто проблему співвідношення квантового і класичного способів опису для збуджених станів кристалів. Для того, щоб зосередити увагу на обговорюваній проблемі, одержані результати було продемонстровано на прикладах електронних збуджень кристалів у найпростішому випадку, коли іншими ефектами нехтують (фононами, дефектами, високою щільністю збуджень, яка вимагає врахування взаємодії між ними, реакцією гратки на збудження і таке інше). Було показано, що такі збудження описуються 3-ма способами одночасно. Перший - це квантовий спосіб, який надає опис розглянутих збуджень у термінах хвильових функцій і власних значень енергії. Другий спосіб - класичний. Він виникає з квантового способу і формулюється по відношенню до хвильового імпульсу. Третій спосіб, який є похідним від другого, також є описом класичного типу, але по відношенню до іншого імпульсу - механічного. Цей (третій або другий класичний) опис надає змогу інтерпретувати експериментальні дані в термінах звичайної релятивістської динаміки.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.213 + В379.247

Рубрики:

Тубулярні і цибулинні графени

Спектроскопія напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены особенности колебательных состояний в примесных атомных образованиях на поверхности двумерной гексагональной структуры (графен и родственные нанообъекты). В рамках линейной теории в приближении ближайших соседей введены уравнения движения для атомов, образующих примесные сгустки, и выяснена структура спектра частот колебаний соответствующего образования. Сделано предположение, что набор равновесных позиций примесных атомов тождественен решетке графена (Top-модель). Найдены точные выражения для мельчайших образований: зигзагообразная цепочка произвольной длины, "трехлучевая звезда", правильный шестиугольник - образ ячейки графена. Показано, что набор частот колебаний прямо свидетельствует о форме образования и количестве атомов в сгустке. Применительно к цепочечным образованиям установлено, что спектр объекта, где количество атомов есть простое число, содержит уникальный набор частот, а спектр объектов кратной длины также содержит эти уровни. Обсуждены возможности использования найденной информации для диагностики и управления свойствами поверхности.

В рамках концепции "снизу - вверх" современной наноэлектроники рассмотрены классический и квантовый эффекты Холла, методы измерения электрохимических потенциалов, формулы Ландауэра и Бюттекера, измерение холловского потенциала, учет магнитного поля в методе НРФГ, квантовый эффект Холла, уровни Ландау и краевые состояния в графене.