Electronic and transport properties of nanotubes

物理 碳纳米管 超导电性 从头算 凝聚态物理 库仑 库仑阻塞 曲率 电子 理论物理学 量子力学 纳米技术 晶体管 数学 电压 材料科学 几何学
作者
Jean‐Christophe Charlier,Xavier Blase,Stephan Roche
出处
期刊:Reviews of Modern Physics [American Physical Society]
卷期号:79 (2): 677-732 被引量:1326
标识
DOI:10.1103/revmodphys.79.677
摘要

This article reviews the electronic and transport properties of carbon nanotubes. The focus is mainly theoretical, but when appropriate the relation with experimental results is mentioned. While simple band-folding arguments will be invoked to rationalize how the metallic or semiconducting character of nanotubes is inferred from their topological structure, more sophisticated tight-binding and ab initio treatments will be introduced to discuss more subtle physical effects, such as those induced by curvature, tube-tube interactions, or topological defects. The same approach will be followed for transport properties. The fundamental aspects of conduction regimes and transport length scales will be presented using simple models of disorder, with the derivation of a few analytic results concerning specific situations of short- and long-range static perturbations. Further, the latest developments in semiempirical or ab initio simulations aimed at exploring the effect of realistic static scatterers (chemical impurities, adsorbed molecules, etc.) or inelastic electron-phonon interactions will be emphasized. Finally, specific issues, going beyond the noninteracting electron model, will be addressed, including excitonic effects in optical experiments, the Coulomb-blockade regime, and the Luttinger liquid, charge density waves, or superconducting transition.
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