Туннельный ток между структурными элементами тонких графен/нанотрубных пленок

На основе построенных атомистических моделей графен/нанотрубных пленок с различным количеством нанотрубок в суперъячейках проведены in silico исследования закономерностей неравномерного распределения плотности, обуславливающие наличие островковой структуры у подобных пленок. В результате квантового молекулярно-динамического моделирования установлено, что тонкие трубки субнанометрового диаметра обволакиваются графеновыми листами, что делает их энергетически устойчивыми и стабильными. Также исследованы туннельные контакты между отдельными фрагментами пленок, не связанными ковалентно, в частности между листами графена с различной топологией контактирующих краев zigzag и armchair в зависимости от расстояния между ними, и между трубок различных хиральностей, включая (6,3), (4,4), (6,5), (12,6) и (16,0).
Обнаружено, что туннельные контакты трубок с полупроводниковым типом проводимости характеризуются наличием у ВАХ интервалов напряжения с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Подобных интервалов напряжения не наблюдается совсем у трубок с металлическим характером проводимости. Полученные новые знания важны для оценок электропроводности подобных пленок, две трети которых составляют полупроводниковые трубки.