論文の概要: Carbon Kagome Nanotubes -- quasi-one-dimensional nanostructures with
flat bands
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.10200v1
- Date: Tue, 24 Jan 2023 18:16:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 12:39:11.128738
- Title: Carbon Kagome Nanotubes -- quasi-one-dimensional nanostructures with
flat bands
- Title（参考訳）: カーボンカゴメナノチューブ-平板を有する準1次元ナノ構造
- Authors: Hsuan Ming Yu, Shivam Sharma, Shivang Agarwal, Olivia Liebman and
Amartya S. Banerjee
- Abstract要約: カーボンカゴメナノチューブ(Carbon Kagome nanotubes)は、カゴメグラフェンのシートをロールアップした炭素の異方体である。
Ab initio 分子動力学シミュレーションは、どちらのタイプのCKNTも室温で安定な構造として存在することを示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.787248655856052
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce carbon Kagome nanotubes (CKNTs) -- a new allotrope of carbon
formed by rolling up sheets of Kagome graphene, and investigate the properties
of this material using first principles calculations. Based on the direction of
rolling, we identify two principal varieties of CKNTs -- armchair and zigzag,
and find that the bending stiffness associated with rolling Kagome graphene
into either type of CKNT is about a third of that associated with rolling
conventional graphene into carbon nanotubes (CNTs). Ab initio molecular
dynamics simulations indicate that both types of CKNTs are likely to exist as
stable structures at room temperature. Each CKNT explored here is metallic and
features dispersionless states (i.e., flat bands) throughout its Brillouin
zone, along with an associated singular peak in the electronic density of
states, close to the Fermi level. We calculate the mechanical and electronic
response of CKNTs to torsional and axial strains and compare against
conventional CNTs. We show in particular, that upon twisting, degenerate
dispersionless electronic states in CKNTs split, Dirac points and partially
flat bands emerge from the quadratic band crossing point at the Fermi level,
and that these features can be explained using a relatively simple
tight-binding model.
Overall, CKNTs appear to be unique and striking examples of realistic
elemental quasi-one-dimensional (1D) materials that can potentially display
fascinating collective material properties arising from the presence of
strongly correlated electrons. Additionally, distorted CKNTs may provide an
interesting material platform where flat band physics and chirality induced
anomalous transport effects may be studied together.
- Abstract（参考訳）: We introduce carbon Kagome nanotubes (CKNTs) -- a new allotrope of carbon formed by rolling up sheets of Kagome graphene, and investigate the properties of this material using first principles calculations. Based on the direction of rolling, we identify two principal varieties of CKNTs -- armchair and zigzag, and find that the bending stiffness associated with rolling Kagome graphene into either type of CKNT is about a third of that associated with rolling conventional graphene into carbon nanotubes (CNTs).
Ab initio 分子動力学シミュレーションは、どちらのタイプのCKNTも室温で安定な構造として存在することを示唆している。
ここで探索された各CKNTは金属であり、ブリルアンゾーン全体で分散のない状態(すなわち平らなバンド)とフェルミ準位に近い状態の電子密度の特異ピークを特徴としている。
我々は, CKNTのねじりひずみおよび軸ひずみに対する力学的および電子的応答を計算し, 従来のCNTと比較した。
特に、CKNTの分散電子状態のねじれ、縮退、ディラック点と部分平坦なバンドはフェルミの2次帯域交差点から出現し、これらの特徴は比較的単純な強結合モデルを用いて説明できることを示す。
CKNTは、強い相関電子の存在によって引き起こされる魅力的な集合材料特性を潜在的に表示できる、現実的な準1次元(1D)物質の特異かつ顕著な例である。
さらに、歪んだckntsは、フラットバンド物理学とキラリティーによる異常輸送効果を一緒に研究できる興味深い物質プラットフォームを提供するかもしれない。
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