رسانندگی الکتریکی نانولوله‌های کربنی و نیترید بور آرمچیر در مدل تنگ‌بست

در این مقاله، چگالی حالت‌ها و رسانندگی الکتریکی نانولوله‌های کربنی و نیترید بور آرمچیر با قطرهای مختلف با استفاده از تقریب تنگ‌بست، رهیافت تابع گرین و رابطۀ رسانندگی کوبو محاسبه می‌شود و نتایج حاصل با چگالی‌حالت‌ها و رسانندگی الکتریکی یک صفحۀ گرافین و نیترید بور مقایسه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که نانولوله‌های کربنی آرمچیر برخلاف صفحۀ گرافین که نیم‌فلز است، همگی رسانا هستند در حالی که نانولوله‌های نیترید بور آرمچیر مشابه با یک صفحۀ نیترید بور، همگی نیم‌رسانا می‌باشند. هم‌چنین، مشاهده می‌شود که رسانندگی الکتریکی صفحه‌گرافینی به دلیل نیم‌فلز بودن در همۀ دماها از صفحۀ نیترید بور بیشتر است. علاوه بر این‌ها، دیده می‌شود که رسانندگی الکتریکی هر دو نوع نانولوله با افزایش قطر و سطح مقطع، کاهش می‌یابد چرا که با افزایش قطر مسیرهای عرضی جدیدی برای حرکت الکترون ایجاد می‌شود و در نتیجه تحرک و رسانندگی در راستای طول نانولوله‌ها کاهش می‌یابد. به علاوه مشاهده می‌شود که با افزایش قطر، رفتار نانولوله‌های کربنی به سمت گرافین و نانولوله‌های نیترید بور به سمت صفحۀ نیترید بور میل می‌کند.

Electrical Conductivity of Armchair Carbon and Boron Nitride Nanotubes in Tightbinding Model

In this study, within the tightbinding Hamiltonian model, the Green’s function approach, and the Kubo formula, the density of states and the electrical conductivity (EC) of armchair carbon and boron nitride (BN) nanotubes with different diameters are investigated and the results are compared with graphene and BN monolayers. The results show that, contrary tographene, which is a semimetal, armchair carbon nanotubes of any diameter are conductors, while armchair BN nanotubes similar to a BN monolayer are all semiconductors. Also, since it is a semimetal, the EC of graphene is observed to be higher than BN monolayer at all temperatures. In addition, it can be seen that the ECs of both types of nanotubes decrease with increasing diameter and approaches the EC of graphene and BN monolayer becausethe increase in the cross sectionsize provides more lateral ways for electrons to move in transverse directions with respect to the longitudinal axis, and this in turn reduces their mobility along that longitudinal axis. It is also observed that by increasing the diameter, the behaviors of carbon and boron nitride nanotubes respectively approach those of graphene and boron nitride plane.