探索双壁纳米管其自身所具有的电光优势

（文章来源：科技报告与资讯）
       单壁纳米管对电子应用的有益影响是有共识的，但现在有新证据表明，也许双壁才是顶尖的。研究人员都知道，使用单壁碳纳米管来提高电性能时，尺寸是至关重要的。但是直到现在，还没有人研究过电子在面对多层管结构时的行为。

莱斯大学材料实验室的鲍里斯·雅各布森（Boris Yakobson）已经计算出了半导体双壁碳纳米管曲率对其挠曲电压的影响，挠曲电压是衡量纳米管内外壁之间电不平衡性的一个参数。这一参数影响了嵌套纳米管在纳米电子方面的应用，特别是光伏应用。

雅各布森（Yakobson）的理论研究成果发表在美国化学学会的《Nano Letters》”。在2002年的一项研究中，Yakobson和他的同事揭示了电荷转移、正负极之间的电压是如何与纳米管壁的曲率呈线性比例关系的。管的宽度决定了曲率，实验室发现纳米管越薄（曲率越大），电位电压就越大。雅各布森说，当碳原子形成平面石墨烯时，平面两侧的原子的电荷密度相同。将石墨烯片弯曲成管会破坏这种对称性，改变了平衡。这会在弯曲方向上并与弯曲成比例地产生局部挠性电偶极子。

但是，单壁不仅改变了平衡也改变了电子的分布。在双壁纳米管中，内管和外管的曲率不同，因此给每个管带来不同的带隙。此外，模型显示，外壁的柔性电压使内壁的带隙发生偏移，从而在嵌套系统中产生交错的带对准。

雅各布森说：“新颖之处在于，由于外部纳米管产生的电压，内管壁的所有量子能级发生了位移。他说，不同曲率的相互作用会导致跨界到交错带隙跃迁，跃迁发生在约2.4纳米临界直径处。这对于太阳能电池来说是一个巨大的优势，从本质上讲，这是分离正负电荷以产生电流的先决条件。当光被吸收时，电子总是从占据的价带顶部迁移到空导带的最低状态，并在其后面留一个+孔。但在交错配置下，它们恰好位于不同的管或层中。” “'+'和'-'在管子之间分开，并且可以通过在电路中产生电流而流动。”

研究小组的计算还表明，用正或负原子修饰纳米管的表面可以产生高达三个伏特的电压。研究人员写道：“尽管功能化会强烈干扰纳米管的电子特性，但对于某些应用来说，它可能是一种非常有效的感应电压的方法。”研究小组建议，其发现可能会单独或与碳纳米管混合使用，从而适用于其他类型的纳米管，包括氮化硼和二硫化钼。
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