碳纳米管-石墨烯结中的传播态、倏逝态和局域态

我们利用紧束缚模型和基于狄拉克费米子场的连续理论，研究了单层石墨烯与碳纳米管之间结的电子结构。后者提供了对不同曲率晶格结构的统一描述，曲率总是局域在每个结周围的六个七元碳环上。当这些七元环均匀分布时，我们发现可以将平面晶格弯曲成扶手椅型(6n,6n)以及锯齿型(6n,0)纳米管。我们表明，根据低能电子行为，这些结可分为两类。其中一类由扶手椅型纳米管和n为3的倍数的锯齿型(6n,0)几何结构构成的结，其特征是在费米能级处存在两个准束缚态，而其余锯齿型纳米管则没有这些态。这些局域在结处的态，被证明源于七元碳环诱导的有效规范通量，这直接反映在结周围的局域态密度中。此外，我们还分析了结阵列的能带结构，发现它们也可以根据低能行为分为两组。在这方面，由扶手椅型和n为3的倍数的(6n,0)纳米管构成的阵列，其特征是存在一系列平带，其数量随纳米管长度增加而增加。我们表明，这些平带源于阵列中纳米管内形成的束缚态。这在连续理论中通过以下方式解释：在所述纳米管几何结构中，作为具有相反动量和相同$C_6v$对称性量子数的模式的叠加，可以形成驻波。