Effect of a Geometric Potential on the Eigenfunction and Eigenvalue of the Energy of State in a Twisted Graphene Nanoribbon

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

An expression is obtained for an effective geometric potential based on a coordinate system for a nanoribbon twisted in the form of a helicoid. The effective geometric potential for a Schrödinger equation is used to study a graphene nanoribbon of finite length with “armchair” edges under the action of an external electric field parallel to them. Solutions are calculated for the energy levels and wave functions of electrons in the vicinity of the Dirac point. It is shown there is only one state in the transverse direction.

About the authors

N. R. Sadykov

Snezhinsky Institute of Physics and Technology, National Research Nuclear University MEPhI

Email: n.r.sadykov@rambler.ru
456776, Snezhinsk, Russia

Yu. A. Petrova

Snezhinsky Institute of Physics and Technology, National Research Nuclear University MEPhI

Email: n.r.sadykov@rambler.ru
456776, Snezhinsk, Russia

I. A. Pilipenko

Snezhinsky Institute of Physics and Technology, National Research Nuclear University MEPhI

Email: n.r.sadykov@rambler.ru
456776, Snezhinsk, Russia

R. S. Khrabrov

Snezhinsky Institute of Physics and Technology, National Research Nuclear University MEPhI

Email: n.r.sadykov@rambler.ru
456776, Snezhinsk, Russia

S. N. Skryabin

Snezhinsky Institute of Physics and Technology, National Research Nuclear University MEPhI

Author for correspondence.
Email: n.r.sadykov@rambler.ru
456776, Snezhinsk, Russia

References

  1. Jensen H., Koppe H. // Ann. Phys. 1971. V. 63. № 2. P. 586. https://doi.org/10.1016/0003-4916(71)90031-5
  2. Costa R.C.T. // Phys. Rev. A. 1981. V. 23. № 4. P. 1982. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.23.1982
  3. Cantele G., Ninno D., Iadonisi G. // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. P. 3730. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.13730
  4. Aoki H., Koshino M., Takeda D. et al. // Ibid. 2001. V. 65. P. 035102. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.035102
  5. Encinosa M., Mott L. // Phys. Rev. A. 2003. V. 68. P. 014102. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.68.014102
  6. Gravesen J., Willatzen M. // Ibid. 2005. V. 72. P. 032108. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.72.032108
  7. Marchi A., Reggiani S., Rudan M., Bertoni A. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 035403. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.035403
  8. Ведерников А.И., Чаплик А.В. // ЖЭТФ. 2000. Т. 117. № 2. С. 449. http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/r/index/r/117/2/p449?a=list.
  9. Ortix C., van den Brink J. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 165419. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.165419
  10. Садыков Н.Р., Юдина Н.В. // Журн. технич. физики. 2020. Т. 90. Вып. 3. С. 387. https://doi.org/10.21883/JTF.2020.03.48921.62-19
  11. Atanasov V., Saxena A. // Phys. Rev.B. 2015. B. V. 92. P. 035440. https://doi.org/journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/ PhysRevB.92.035440.
  12. Mohanty N., Moore D., Xu Z. et al. // Nat. Commun. 2012. V. 3. P. 844. https://doi.org/10.1038/ncomms1834
  13. Dandoloff R., Truong T.T. // Phys. Lett. A. 2004. V. 325. P. 233. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2004.03.050
  14. Atanasov V., Dandoloff R., Saxena A. // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. P. 033404. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.033404
  15. Burgess M., Jensen B. // Phys. Rev. A. 1993. V. 48. P. 1861. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.48.1861
  16. Atanasov V., Saxena A. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 205409. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.205409
  17. Joglekar Y.N. and Saxena A. // Ibid. 2009. V. 80. P. 153405-4. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.153405
  18. Atanasov V., Saxena A.// J. Phys. Condens. Matter. 2011. V. 23. P. 175301.
  19. Yang S.H. // Appl. Phys. Lett. 2020. V. 116. P. 120502 .
  20. Yang S.H., Naaman R., Paltiel Y., Parkin S.S.P. // Nat. Rev. Phys. 2021. V. 3. P. 328.
  21. Michaeli K., Kantor-Uriel N., Naamanm R., and Waldeck D.H.// Chem. Soc. Rev. 2016. V. 45. P. 6478
  22. Naaman R. and Waldeck D.H.// Annu. Rev. Phys. Chem. 2015. V. 66. P. 263.
  23. D’yachkova P.N. and D’yachkov E.P. // Appl. Phys. Lett. 2022. V. 120. P. 173101. https://doi.org/10.1063/5.008690
  24. Kiricsi I., Fudala A., Konya et al. // Appl. Catal. 2000. A. 203. L. 1.
  25. De Crescenzi M., Castrucci P., Scarselli M. et al. // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 86. P. 231901.
  26. Morata A., Pacios M., Gadea G. et al. // Nat. Commun. 2018. V. 9. P. 4759.
  27. Wu H., Chan G., and Choi J.W. // Nat. Nanotechnol. 2012. V. 7. P. 310.
  28. Chan C.K., Peng H., Liu G. et al. // Ibid. 2008. V. 3. P. 31.
  29. Sadykov N.R., Muratov E.T., Pilipenko I.A., Aporoski A.V. // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2020. V. 120. P. 114071. https://doi.org/10.1016/j.physe.2020.114071
  30. Dubrovin B.A., Novikov S.P., and Fomenko A.T. // Modern Geometry: Methods and Applications, 2nd ed. M.: Fizmatlit, 1986.
  31. Spivak M. A Comprehensive Introduction to Differential Geometry Publish or Perish, Boston, 1999.
  32. Sadykov N.R. Quantum Electronics. 1996. V. 26 (3). P. 271. http://iopscience.iop.org/1063-7818/26/3/A24.
  33. Будак Б.М., Самарский А.А., Тихонов А.Н. Сборник задач по математической физике. 4-е изд., испр. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 688 с. ISBN 5-9221-0311-3.
  34. Onipko A. and Malysheva L. // Phys. Status Solidi. 2017. V. 255. P. 1700248. https://doi.org/10.1002/pssb.201700248
  35. Boyd R.W. Nonlinear Optics. Academic Press, San Diego (2003).
  36. Landau L.D., Lifshitz E.M. Course of Theoretical Physics. V. 3: Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory, 4th ed. (Oxford Univ. Press, Oxford, 1980) M.: Nauka, 1989.
  37. Никифоров А.Ф., Уваров В.Б. Специальные функции математической физики. М.: Физматлит, 1978.
  38. Садыков Н.Р. // Теоретическая и математическая физика. 2014. Вып. 180. № 3. С. 368. https://doi.org/10.4213/tmf8642

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (221KB)
3.

Download (59KB)

Copyright (c) 2023 Н.Р. Садыков, Ю.А. Петрова, И.А. Пилипенко, Р.С. Храбров, С.Н. Скрябин

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».