Propagation des ondes électroniques dans les structures quantiques mésoscopiques à défauts sélectifs

Abstract

Nous étudions les propriétés du transport électronique quantique dans des nanotubes de carbone (CNT) « armchair » contenants des atomes de bore B et d’azote N - en substitution - selon des arrangements réguliers en lignes de nitrures de bore BN. Pour ces structures, l’hybridation entre les orbitales atomiques C, et celles des atomes invitées B et N au sein de la structure tubulaire hôte, permettra la conception de nouveaux nanotubes BNC dits hybrides dont les propriétés physiques dépendront intiment des arrangements sélectifs de ces atomes à l’échelle atomique. Suivant l’axe du nanotube, la disposition géométrique des lignes BN est conforme aux géométries verticales et horizontales respectivement. Dans la direction circulaire, chaque géométrie est associée à une orientation parallèle et à une orientation antiparallèle, selon des dispositions identiques ou opposées de l’orientation spatiale de la paire BN le long du contour du nanotube. À ce sujet, nous examinons les propriétés du transport électronique de ces structures en étudiant les propriétés des structures de bandes d’énergie, du coefficient de transmission et des caractéristiques courant-tension (I-V), associées à ces structures, dans un processus de transport électronique à deux terminaux. Les calculs numériques ont été effectués sur la base du modèle mathématique de liaisons fortes associé à la théorie de la fonctionnelle de la densité, tel que implémenté dans le code de calcul DFTB+. En conclusion, l’orientation antiparallèle associée à des motifs BN sélectifs peut constituer un paramètre supplémentaire pouvant influencer significativement la propagation des ondes électroniques dans ces structures quantiques.