Структурные и электронные свойства однослойных нанотрубок с частичным замещением углерода азотом

Анотація

Методами теории функционала плотности выполнены расчеты зонной структуры углеродно-азотной нанотрубки типа «зигзаг» (8, 0) с концентрацией атомов азота 6,25%, 12,5% и 25% и углеродно-азотной нанотрубки типа «кресло» (5, 5) с концентрацией атомов азота 10% и 20%. Расчеты проведены с учетом не только поперечной, но и продольной оптимизации структурных параметров нанотрубок. При увеличении концентрации азота структура нанотрубок существенно искажается как в продольном, так и в поперечном направлении. В частности, их поперечный профиль перестает быть окружностью. Выявлена зависимость энергий межзонных электронных переходов от концентрации азота, которая проявляется в виде изменения положения пиков в спектре оптического поглощения.