نانونوارهای گرافینی جفت شده به عنوان ابزارهای الکترونیکی غیرخطی

ما استدلال می‌کنیم که نانونوار های گرافینی پیچ خورده در معرض یک میدان الکتریکی عرضی می‌توانند به عنوان انواع دستگاه‌های الکترونیکی غیر خطی با ویژگی‌های ولتاژ – جریان قابل تنظیم کنترل‌شده توسط میدان عرضی عمل کنند. با استفاده از روش بستگی قوی تراکم – عملکرد برای نشان دادن اثرات کرنش مکانیکی ناشی از پیچش، نشان می‌دهیم که خواص انتقال الکترونیکی تقریبا توسط کرنش در موارد مربوطه تحت‌تاثیر قرار نمی‌گیرد و یک مدل ساده شده بستگی قوی پیشنهاد می‌کند که نتایج قابل اعتمادی را ارایه می‌دهد. میدان الکتریکی عرضی یک پتانسیل الکترواستاتیک متناوب در امتداد نانونوار ایجاد می‌کند که منجر به تشکیل یک ساختار باند انرژی شبه ابر شبکه و افزایش خواص الکتریکی قابل‌توجه مختلف می‌شود. ما نشان می‌دهیم که اگر هندسه و نقطه کار نانونوار به درستی انتخاب شوند، سیستم می‌تواند به عنوان یک ترانزیستور اثر میدان یا یک دستگاه با مشخصه جریان – ولتاژ غیرخطی که یک یا چند ناحیه از مقاومت دیفرانسیل منفی را نشان می‌دهد، عمل کند. دومی امکانات را برای کاربردهایی مانند عنصر فعال تقویت‌کننده‌ها، ژنراتورها و کلاس جدیدی از دستگاه‌های مقیا

We argue that twisted graphene nanoribbons subjected to a transverse electric field can operate as a variety of nonlinear nanoelectronic devices with tunable current-voltage characteristics controlled by the transverse field. Using the density-functional tight-binding method to address the effects of mechanical strain induced by the twisting, we show that the electronic transport properties remain almost unaffected by the strain in relevant cases and propose an efficient simplified tight-binding model which gives reliable results. The transverse electric field creates a periodic electrostatic potential along the nanoribbon, resulting in a formation of a superlattice-like energy band structure and giving rise to different remarkable electronic properties. We demonstrate that if the nanoribbon geometry and operating point are selected appropriately, the system can function as a field-effect transistor or a device with nonlinear current-voltage characteristic manifesting one or several re