The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors

We present ab initio calculations on the band structure and density of states of single wall semiconducting carbon nanotubes with high degrees (up to 25%) of B, Si and N substitution. The doping process consists of two phases: different carbon nanotubes (CNTs) for a constant doping rate and differen...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2014
Автор: Tetik, E.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2014
Назва видання:Condensed Matter Physics
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/153474
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors / E. Tetik // Condensed Matter Physics. — 2014. — Т. 17, № 4. — С. 43301: 1–12. — Бібліогр.: 32 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-153474
record_format dspace
spelling irk-123456789-1534742019-06-15T01:25:54Z The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors Tetik, E. We present ab initio calculations on the band structure and density of states of single wall semiconducting carbon nanotubes with high degrees (up to 25%) of B, Si and N substitution. The doping process consists of two phases: different carbon nanotubes (CNTs) for a constant doping rate and different doping rates for the zigzag (8, 0) carbon nanotube. We analyze the doping dependence of nanotubes on the doping rate and the nanotube type. Using these results, we select the zigzag (8, 0) carbon nanotube for toxic gas sensor calculation and obtain the total and partial densities of states for CNT (8, 0). We have demonstrated that the CNT (8, 0) can be used as toxic gas sensors for CO and NO molecules, and it can partially detect Cl₂ toxic molecules but cannot detect H₂S. To overcome these restrictions, we created the B and N doped CNT (8, 0) and obtained the total and partial density of states for these structures. We also showed that B and N doped CNT (8, 0) can be used as toxic gas sensors for such molecules as CO, NO, Cl₂ and H₂S. Представлено ab initio обчислення зонної структури та густини станiв напiвпровiдникових вуглецевих нанотрубок з однiєю стiнкою, що володiють високими ступенями (аж до 25%) замiщення B, Si i N. Процес легування складається з двох етапiв, а саме, рiзнi вуглецевi нанотрубки для сталої швидкостi легування та рiзнi швидкостi легування для зигзагоподiбної (8, 0) вуглецевої нанотрубки. Проаналiзовано залежнiсть легування нанотрубок вiд швидкостi легування i вiд типу нанотрубки. На основi цих результатiв вибрано зигзагоподiбну (8, 0) вуглецеву нанотрубку для обчислення датчика токсичного газу та отримано повнi i парцiальнi густини станiв вуглецевих нанотрубок (8, 0). Показано, що вуглецева нанотрубка (8, 0) може бути використана в якостi датчикiв токсичних газiв для молекул CO i NO; вона здатна частково виявляти токсичнi молекули Cl₂, але не здатна виявляти H₂S. Щоб подолати цi обмеження, створено B i N леговану вуглецеву нанотрубку (8, 0) та отримано повну та парцiальну густини станiв цих структур. Показано, що B i N легованi вуглецевi нанотрубки можуть бути використанi в якостi датчикiв токсичних газiв для таких молекул як CO, NO, Cl₂ i H₂S. 2014 Article The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors / E. Tetik // Condensed Matter Physics. — 2014. — Т. 17, № 4. — С. 43301: 1–12. — Бібліогр.: 32 назв. — англ. 1607-324X DOI:10.5488/CMP.17.43301 arXiv:1501.02339 PACS: 31.15.A-, 61.48.De, 07.07.Df, 74.62.Dh http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/153474 en Condensed Matter Physics Інститут фізики конденсованих систем НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language English
description We present ab initio calculations on the band structure and density of states of single wall semiconducting carbon nanotubes with high degrees (up to 25%) of B, Si and N substitution. The doping process consists of two phases: different carbon nanotubes (CNTs) for a constant doping rate and different doping rates for the zigzag (8, 0) carbon nanotube. We analyze the doping dependence of nanotubes on the doping rate and the nanotube type. Using these results, we select the zigzag (8, 0) carbon nanotube for toxic gas sensor calculation and obtain the total and partial densities of states for CNT (8, 0). We have demonstrated that the CNT (8, 0) can be used as toxic gas sensors for CO and NO molecules, and it can partially detect Cl₂ toxic molecules but cannot detect H₂S. To overcome these restrictions, we created the B and N doped CNT (8, 0) and obtained the total and partial density of states for these structures. We also showed that B and N doped CNT (8, 0) can be used as toxic gas sensors for such molecules as CO, NO, Cl₂ and H₂S.
format Article
author Tetik, E.
spellingShingle Tetik, E.
The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors
Condensed Matter Physics
author_facet Tetik, E.
author_sort Tetik, E.
title The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors
title_short The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors
title_full The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors
title_fullStr The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors
title_full_unstemmed The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors
title_sort electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
publishDate 2014
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/153474
citation_txt The electronic properties of doped single walled carbon nanotubes and carbon nanotube sensors / E. Tetik // Condensed Matter Physics. — 2014. — Т. 17, № 4. — С. 43301: 1–12. — Бібліогр.: 32 назв. — англ.
series Condensed Matter Physics
work_keys_str_mv AT tetike theelectronicpropertiesofdopedsinglewalledcarbonnanotubesandcarbonnanotubesensors
AT tetike electronicpropertiesofdopedsinglewalledcarbonnanotubesandcarbonnanotubesensors
first_indexed 2023-05-20T17:39:54Z
last_indexed 2023-05-20T17:39:54Z
_version_ 1796153811354517504