基于 ab initio 计算的碳纳米管的磁响应

我们报告了使用最近提出的含仪器投影缀写波 (gauge-including projector augmented-wave) 方法，对孤立和束状碳纳米管的磁化不确定性和 ¹³C 化学位移进行的 ab initio 计算。我们聚焦于直筒形纳米管，其直径范围为 0.6 到 1.6 nm。磁化不确定性和各向同性位移均随管径 (D) 和管 chirality 的依赖性较强（尤其是对磁化不确定性）。各向同性位移表现为 α/D + 116.0 的渐近形式，其中 α 是每个纳米管族的不同常数。对于直径约为 1.2 nm 的管子（通常存在于实验样品中），我们的结果与实验结果非常一致。此外，我们计算了双壶管的化学位移。我们发现，由于外管产生的去磁化电流，内管原子对应的各向同性线有向钢磁位移。这一位移与最近的实验结果良好一致，并可通过外管中的去磁化电流轻易解释。