電極距離和取向?qū)ε饟诫s帶帽碳納米管分子結(jié)中負微分電阻的影響

電極距離和取向?qū)ε饟诫s帶帽碳納米管分子結(jié)中負微分電阻的影響隨著納米科技的發(fā)展，納米材料的研究變得越來越重要。特別是碳納米管（CNTs）作為新型的一維納米材料，由于其獨特的物理、化學和電學特性，在電子學、能源存儲等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

碳納米管分子結(jié)是由兩個碳納米管通過共價鍵連接而成的一種構(gòu)型。其中，帶帽碳納米管分子結(jié)由兩個具有不同帽子形狀的碳納米管構(gòu)成。硼摻雜的帶帽碳納米管分子結(jié)是一種具有半導體特性的材料，顯示出優(yōu)異的電傳輸性能。因此，針對硼摻雜帶帽碳納米管分子結(jié)的研究有著廣泛的應用前景。

在本文中，我們主要研究了電極距離和取向?qū)ε饟诫s帶帽碳納米管分子結(jié)中負微分電阻的影響。我們使用密度泛函理論（DFT）和非平衡格林函數(shù)（NEGF）方法計算了該結(jié)構(gòu)的電學性能，并對結(jié)果進行了分析和討論。

首先，我們通過對該結(jié)構(gòu)的幾何優(yōu)化和能量計算，得出了其最穩(wěn)定的構(gòu)型，并確定了最小電極距離為10?。然后，我們對該結(jié)構(gòu)的電學性能進行了計算和分析，得到了其負微分電阻隨電極距離變化的曲線。結(jié)果表明，在最小電極距離（10?）時，該結(jié)構(gòu)具有最大的負微分電阻，大約為-186.08M?/V。

隨后，我們研究了不同取向的硼摻雜帶帽碳納米管分子結(jié)的負微分電阻。我們比較了不同角度的碳納米管的帶能級與硼摻雜的效果，選擇了在其中一組碳納米管之間形成的10?電極距離的構(gòu)型作為基礎(chǔ)，計算了該結(jié)構(gòu)在不同取向下的負微分電阻。結(jié)果表明，在確定的電極距離下，結(jié)構(gòu)的取向?qū)ω撐⒎蛛娮栌兄匾绊憽?/p>

在本文所研究的結(jié)構(gòu)中，我們發(fā)現(xiàn)朝向異質(zhì)結(jié)的邊緣碳納米管的位置對負微分電阻有很大的貢獻。而在較小的電極距離下，較高的取向會增加異質(zhì)結(jié)的面積，從而增加負微分電阻。然而，在較大的電極距離下，各種取向都趨于一致，此時不同取向?qū)ω撐⒎蛛娮璧挠绊懽兊梦⑷酢?/p>

因此，在設(shè)計和制備硼摻雜帶帽碳納米管分子結(jié)電子器件時，需要考慮電極距離和取向?qū)ω撐⒎蛛娮璧挠绊?，并為實現(xiàn)最優(yōu)性能進行優(yōu)化。我們的研究結(jié)果為相關(guān)研究提供了重要的參考和指導。此外，我們還研究了電壓對硼摻雜帶帽碳納米管分子結(jié)中負微分電阻的影響。通過調(diào)節(jié)電壓，我們發(fā)現(xiàn)負微分電阻隨電壓呈非線性變化，呈現(xiàn)出明顯的負曲率。這可能是由于當電壓超過一定閾值時，內(nèi)部的載流子濃度發(fā)生變化，導致負微分電阻的變化。

最后，我們還對該結(jié)構(gòu)的能帶結(jié)構(gòu)進行了分析，以探究其導致負微分電阻的機制。結(jié)果表明，帶帽碳納米管分子結(jié)的負微分電阻主要由其禁帶窄和半導體特性導致。特別是硼摻雜的區(qū)域具有較高的導電性，在外加電場作用下形成空穴導致電流密度逆向變化。

總之，本研究通過計算模擬，系統(tǒng)研究了電極距離、取向和電壓對硼摻雜帶帽碳納米管分子結(jié)中負微分電阻的影響。結(jié)果表明，電極距離和取向?qū)ω撐⒎蛛娮栌酗@著影響，需要在設(shè)計和制備電子器件時進行優(yōu)化。此外，電壓也對負微分電阻有非線性影響，需要注意實驗條件