نانوسوییچ مبتنی بر نانولوله‌های کربنی دو دیواره تلسکوپی و اثر نقص تهی‌جا بر عملکرد الکتریکی آن

در این مقاله، هدایت الکتریکی و ترابرد الکترون نانولوله‌های کربنی دو دیواره‌ تلسکوپی ‏‎(tdwcnts)‎‏ درحالت بدون ‏نقص و همچنین در حضور نقص ساختاری تهی‌جا با استفاده از مدل تنگ‌بست ‏‎(tb)‎‏‌‏‎ ‎و تابع گرین غیرتعادلی ‏‎(negf)‎‏ ‏شبیه‌سازی شده‎ ‎و مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته است‎.‎‏ نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌دهد که حرکت تلسکوپی ‏دیواره‌ها نسبت به یکدیگر باعث ایجاد دره‌ها و قله‌های متناوب در هدایت الکتریکی افزاره می‌شود. هریک از این دره‌ها ‏و قله‌ها را می‌توان به ترتیب به عنوان هدایت حالت پایین (حالت خاموش) و هدایت حالت بالا (حالت روشن) ‏درنظرگرفت. بنابراین می‌توان افزاره‌ی ‏tdwcnts‏ را به عنوان یک نانوسوییچ تلسکوپی در سیستم‌های نانوالکترومکانیکی ‏‎(nems)‎‏ مورد استفاده قرار داد. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که اعمال یک نقص تهی‌جا در ساختار افزاره می-‏تواند تا میزان %50 باعث کاهش هدایت الکتریکی افزاره شود. میزان کاهش هدایت به چگالی و مکان نقص وابسته است. ‏درصورتیکه چگالی نقص در ساختار کم باشد، هرچند هدایت و درنتیجه جریان افزاره تا حدی کاهش می‌یابد اما به دلیل ‏ثابت ماندن تقریبی نسبت جریان حالت روشن به جریان حالت خاموش، عملکرد افزاره به عنوان یک نانوسوییچ چندان ‏تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد؛ اما اگر چگالی نقص در ساختار زیاد شود هدایت حالت روشن به شدت کاهش یافته، درنتیجه ‏با افزایش امپدانس افزاره، عمل وصل نانوسوییچ به درستی انجام نمی‌شود.‏