ТЕОРЕТИКО-ПОЛЕВОЙ ПОДХОД К ОПИСАНИЮ ЭЛЕКТРОННЫХ СВОЙСТВ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР

摘要

Обнаружение новых микрокристаллических форм углерода, обладающих целым рядом уникальных свойств, потребовало разработки новых подходов для теоретического описания их электронной структуры. Для всего семейства углеродных наноструктур (УНС) базовой структурой является графитовая плоскость (графен), электронные свойства которой при энергии, близкой к энергии Ферми, описываются при помощи теоретико-полевого подхода. Другие типы углеродных наноструктур, такие как фуллерены, открытые и закрытые нанотрубки, наноконусы и нанохорны, могут рассматриваться как модификация базовой структуры, полученная введением в нее топологических дефектов (дисклинаций). Искривление поверхности учитывается в полевом подходе введением тетрадного формализма, а наличие дисклинаций — введением калибровочных полей двух типов. В рамках теоретико-полевого калибровочного формализма исследуется поведение плотности состояний для углеродных наноконусов, нанохорнов, закрытых углеродных нанотрубок, гипотетических наноструктур в форме однополостного гиперболоида, а для случая икосаэдральных (lh)-фуллеренов исследуются спектр и собственные функции.