نانوسوییچ مبتنی بر نانولوله های کربنی دو دیواره تلسکوپی و اثر نقص تهی جا بر عملکرد الکتریکی آن

در این مقاله، هدایت الکتریکی و ترابرد الکترون نانولوله های کربنی دو دیواره تلسکوپی (TDWCNTs) درحالت بدون نقص و همچنین در حضور نقص ساختاری تهی جا با استفاده از مدل تنگبست (TB) و تابع گرین غیرتعادلی (NEGF) شبیه سازی شده و مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که حرکت تلسکوپی دیواره ها نسبت به یکدیگر باعث ایجاد دره ها و قله های متناوب در هدایت الکتریکی افزاره می شود. هریک از این دره ها و قله ها را می توان به ترتیب به عنوان هدایت حالت پایین (حالت خاموش)و هدایت حالت بالا (حالت روشن) درنظرگرفت. بنابراین می توان افزاره ی TDWCNTs را به عنوان یک نانوسوییچ تلسکوپی در سیستم های نانوالکترومکانیکی (NEMS) مورد استفاده قرار داد. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهد که اعمال یک نقص تهی جا در ساختار افزاره می تواند تا میزان 50% باعث کاهش هدایت الکتریکی افزاره شود. میزان کاهش هدایت به چگالی و مکان نقص وابسته است. در صورتیکه چگالی نقص در ساختار کم باشد، هرچند هدایت و درنتیجه جریان افزاره تا حدی کاهش می یابد اما به دلیل ثابت ماندن تقریبی نسبت جریان حالت روشن به جریان حالت خاموش، عملکرد افزاره به عنوان یک نانوسوییچ چندان تحت تاثیر قرار نمی گیرد؛ 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 نمی شود.

کلیدواژه ها:

نانولوله های کربنی دو دیواره تلسکوپی ، نانوسوییچ ، تابع گرین غیرتعادلی ، هدایت الکتریکی ، نقص تهی جا