رسانندگی دیفرانسیلی منفی در نانولوله های کربنی

یکی از ویژگی های جالب نانولوله ها مشاهده ی ناحیه ی رسانندگی دیفرانسیلی منفی در آنها می باشد که به صورت عکس رابطه ی استاندارد جریان-ولتاژ تعریف می شود. رسانندگی دیفرانسیلی منفی، در مواد مختلفی مانند ابرشبکه های نیمرسانا مشاهده شده است. در نانولوله-های کربنی در دمای اتاق تحت شرایطی و در گستره ی معینی از شدت میدان الکتریکی پیش-بینی شده است. در این پژوهش، به منظور بررسی رسانندگی دیفرانسیلی منفی در نانولوله های کربنی، ابتدا خواص ترابردی الکترون در نانولوله های کربنی تحت تأثیر میدان های الکتریکی اعمالیdc و ac مورد مطالعه قرارگرفت. اعمال همزمان دو میدان الکتریکی به فاز غیرخطی ناپایداری مانند آنچه در ابرشبکه های نیمرسانا مشاهده شده است، می انجامد. بررسی الکترون ها در تقریب نیمه کلاسیک انجام شد که با استفاده از تقریب تنگ بست و حل معادله بولتزمن، رابطه ای برای چگالی جریان بدست آمد. فرمول بندی نظری نشان می دهد که مشخصه ی چگالی جریان میدان الکتریکی، یک ناحیه رسانندگی دیفرانسیلی منفی دارد که این امر در توافق با داده های تجربی می باشد. سپس نمودار تغییرات چگالی جریان بر حسب میدان الکتریکی برای انواع نانولوله ها رسم شده که بیشینه ی چگالی جریان و ناحیه رسانندگی دیفرانسیلی منفی در آنها قابل رویت است. نمودارهای رسم شده حاکی از آنند که بیشینه ی چگالی جریان برای نانولوله های مختلف، متفاوت است. همچنین این مقدار در یک نانولوله به ازای پارامترهای مختلف، تغییر می کند.