应变与屏蔽：从小直径碳纳米管的第一性原理看其光学性质
计算物理
2019-02-22 v2 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
碳纳米管 (CNTs) 是一种具有引人入胜物理性质并催生新兴应用的一维材料体系。尽管与块体材料相比 CNTs 具有异常的应变抗性，其光吸收谱却高度依赖于应变。一个开放的问题是：这在多大程度上归因于依赖于应变的 (i) 电子单粒子跃迁、(ii) 介电屏蔽，或 (iii) 包括 CNT 半径在内的原子几何结构。我们使用前沿的理论光谱学来解释 (8,0) CNT 的应变依赖电子结构与光学性质。采用 Hedin 的 GW 近似考虑准粒子效应，并通过求解光学极化函数的 Bethe-Salpeter 方程来描述激子效应。这一精确的第一性原理方法使我们能够辨识应变对库仑电子-电子相互作用屏蔽的影响，并量化其对一维系统的电子结构与光吸收的作用。我们利用已有的标度关系诠释我们充分收敛的结果，并将该关系的使用推广至应变 CNTs：我们表明，只要已知应变 CNT 的屏蔽、准粒子能隙以及有效电子与空穴质量，该关系便能以令人满意的精度捕捉光吸收。
引用
@article{arxiv.1801.04712,
title = {Strain and screening: Optical properties of a small-diameter carbon nanotube from first principles},
author = {Christian Wagner and Jörg Schuster and André Schleife},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.04712},
year = {2019}
}
备注
10 pages, 8 figures