部分开口碳纳米管的电子与磁学性质

基于自旋极化密度泛函理论计算，我们证明了近期实验中观察到的部分开口碳纳米管具有丰富的电子和磁学性质，这些性质取决于开口程度。通过增加管壁上的开口长度，扶手椅型部分开口碳纳米管从金属转变为半导体，进而转变为自旋极化半导体。随着开口长度进一步增加，自旋极化态比非磁态变得愈发稳定。此外，外部电场或化学修饰可用于调控该体系的电子和磁学性质。我们表明，通过外部电场或对开口边缘进行不对称功能化，可以实现半金属性并控制自旋电流。我们的发现表明，部分开口碳纳米管可能为未来纳米电子学和自旋电子学的发展提供独特机遇。