（文章來源：科技報告與資訊）
單壁納米管對電子應(yīng)用的有益影響是有共識的，但現(xiàn)在有新證據(jù)表明，也許雙壁才是頂尖的。研究人員都知道，使用單壁碳納米管來提高電性能時，尺寸是至關(guān)重要的。但是直到現(xiàn)在，還沒有人研究過電子在面對多層管結(jié)構(gòu)時的行為。

萊斯大學(xué)材料實驗室的鮑里斯·雅各布森（Boris Yakobson）已經(jīng)計算出了半導(dǎo)體雙壁碳納米管曲率對其撓曲電壓的影響，撓曲電壓是衡量納米管內(nèi)外壁之間電不平衡性的一個參數(shù)。這一參數(shù)影響了嵌套納米管在納米電子方面的應(yīng)用，特別是光伏應(yīng)用。

雅各布森（Yakobson）的理論研究成果發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會的《Nano Letters》”。在2002年的一項研究中，Yakobson和他的同事揭示了電荷轉(zhuǎn)移、正負極之間的電壓是如何與納米管壁的曲率呈線性比例關(guān)系的。管的寬度決定了曲率，實驗室發(fā)現(xiàn)納米管越薄（曲率越大），電位電壓就越大。雅各布森說，當碳原子形成平面石墨烯時，平面兩側(cè)的原子的電荷密度相同。將石墨烯片彎曲成管會破壞這種對稱性，改變了平衡。這會在彎曲方向上并與彎曲成比例地產(chǎn)生局部撓性電偶極子。

但是，單壁不僅改變了平衡也改變了電子的分布。在雙壁納米管中，內(nèi)管和外管的曲率不同，因此給每個管帶來不同的帶隙。此外，模型顯示，外壁的柔性電壓使內(nèi)壁的帶隙發(fā)生偏移，從而在嵌套系統(tǒng)中產(chǎn)生交錯的帶對準。

雅各布森說：“新穎之處在于，由于外部納米管產(chǎn)生的電壓，內(nèi)管壁的所有量子能級發(fā)生了位移。他說，不同曲率的相互作用會導(dǎo)致跨界到交錯帶隙躍遷，躍遷發(fā)生在約2.4納米臨界直徑處。這對于太陽能電池來說是一個巨大的優(yōu)勢，從本質(zhì)上講，這是分離正負電荷以產(chǎn)生電流的先決條件。當光被吸收時，電子總是從占據(jù)的價帶頂部遷移到空導(dǎo)帶的最低狀態(tài)，并在其后面留一個+孔。但在交錯配置下，它們恰好位于不同的管或?qū)又小！?“'+'和'-'在管子之間分開，并且可以通過在電路中產(chǎn)生電流而流動。”

研究小組的計算還表明，用正或負原子修飾納米管的表面可以產(chǎn)生高達三個伏特的電壓。研究人員寫道：“盡管功能化會強烈干擾納米管的電子特性，但對于某些應(yīng)用來說，它可能是一種非常有效的感應(yīng)電壓的方法。”研究小組建議，其發(fā)現(xiàn)可能會單獨或與碳納米管混合使用，從而適用于其他類型的納米管，包括氮化硼和二硫化鉬。
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