Ang mga mananaliksik ay may ginagamit ng MS Pagmomodelo CASTEP upang pag-aralan ang epekto ng nitrogen substitutional impurities sa mga electronic na mga katangian ng isang pader carbon nanotubes. Fine Tuning Electronic Katangian ng carbon Nanotubes Ang ganitong pag-unawa ng isang ay paganahin ang mga electronic na katangian ng carbon nanotubes na pinong tono. Ito ay dapat humantong sa disenyo ng mas mahusay na elektronikong aparato, na humahantong sa ang paggamit ng carbon nanotubes sa maraming nanotechnologies at molecular electronics. Carbon nanotubes ay mahaba, manipis na mga cylinders ng nakatali mga atoms ng carbon, tungkol sa 10 000 beses thinner kaysa sa isang tao buhok, at maaaring solong o multi-napapaderan. Mayroon silang kapansin-pansin electronic at makina na mga katangian na nakasalalay sa atomic istraktura at mas tiyak sa paraan kung saan ang graphene sheet ay balot sa form ng isang nanotube (chirality). Maaari silang mag-iba mula sa metal sa semiconducting. Potensyal na Application ng carbon Nanotubes Carbon nanotubes ay isang mainit na lugar ng pananaliksik, fueled sa pamamagitan ng mga eksperimentong breakthroughs na humantong sa makatotohanang posibilidad ng paggamit ng mga ito sa isang host ng mga komersyal na application: patlang paglabas-based flat panel ay nagpapakita, ang mga nobelang semiconducting ng mga aparato sa microelectronics, hydrogen imbakan aparato, chemical sensors, at pinakahuling sa ultra-sensitive electromechanical sensors. Bilang isang resulta sila ay kumakatawan sa isang real-buhay na application ng Nanotechnology. Mga hamon sa Buong Commercialization ng mga Nanotubes ng carbon Gayunpaman, ang dalawang pangunahing hamon ay mananatiling isang balakid sa buong commercialization ng nanotube-based nanotechnologies at molecular mga elektronikong aparato: · Ang manipulasyon ng mga indibidwal na mga tubes ay mahirap na dahil sa kanilang laki, at · Ang kakayahan na manipulahin ang mga katangian ng nanotube upang umangkop sa ang aplikasyon ay na nakamit. Modelling ang Epekto ng Impurities ng nitrogen sa Semiconducting ng mga Katangian ng Nanotubes carbon Uulat sa Pisikal Suriin ang Sulat (2003, 91 (10), 105,502), Propesor Miguel Payne at koponan sa kawentis Laboratory, University of Cambridge, UK, ay ginamit ang MS ay CASTEP ng Pagmomodelo upang pag-aralan ang mga epekto ng pagpapasok ng mga impurities ng nitrogen sa semiconducting ang paliku- liko at mga metal silyon isang napapaderan nanotubes. Doping Nanotubes carbon Sa semiconducting nanotubes, pagpapasok ng mga impurities, ang isang proseso na kilala bilang doping, ay ang pangunahing paraan ng mga katangian ng tuning upang gumawa ng mga elektronikong aparato. Doping rin ang isang paraan ng paglikha ng mga site kahalayan na chemically aktibo. -Optimize ng Dopant Concentrations Paggamit CASTEP , ang mga mananaliksik ay natagpuan na, sa mababang concentrations ng karumihan ng nitrogen (mas mababa sa 1% ng atom), ang site ng kalaswaan ay nagiging chemically at elektroniko aktibo. Sa karagdagan, ang koponan natagpuan na ang isang maki-tubo covalent bono ay maaaring form sa pagitan ng mga kalapit nanotubes sa mga site ng kahalayan na nakaharap sa bawat. 
| Figure 1. Ang epekto ng nitrogen doping sa dalawang nanotubes paliku-liko. Ang kaliwang imahe Ipinapakita ang singil density, ang karapatan na imahe ay nagpapakita ng density ng bading orbital (pula ang pinakamataas na density, asul ang pinakamababang). Ang kemikal na bono ay nabuo sa pagitan ng dalawang atoms ng carbon na ang maximum limit iikot (pula). |
Nanotube pagmamanipula at Doping Ang mga natuklasan na ito ay buksan ang pinto sa posibilidad ng pagmamanipula ng nanotube sa pamamagitan ng pagbuo ng mga junctions ng tunel sa pagitan ng suitably doped nanotubes. Nanotube katangian ay maaari ding kinokontrol ng pumipili functionalization sa pamamagitan ng ligand pagpupugal sa karumihan ng mga site. Bentahe ng Paggamit ng CASTEP Software Propesor Miguel Payne sabi, " CASTEP pinagana sa amin sa paggamot ng isang sistema ng mga ilang daang atoms, kinakailangan upang pag-aralan ang intertube covalent bono at ang ilang kahalayan, na ang electronic estado decays masyadong mabagal. " "Gamot sa sistema sa antas ng AB initio din pinahihintulutan sa amin upang hulaan ang mga eksperimentong observables na makakatulong sa synthesizing ng istraktura na ito," ay nagdagdag ng Propesor Payne. "Sa hinaharap, inaasahan namin sa pag-aaral ng mga aplikasyon ng doped nanotubes, tulad ng ang tunel kantong o ng isang pinahusay na gas sensor. Ito ay mangangailangan ng computing non-electronic kaayusan ng punto ng balanse, na kung saan ay sa pagputol gilid ng kasalukuyang kabuuan na mechanical modeling." |