Optical transitions in semiconducting zigzag carbon nanotubes with small diameters: A first-principles broad-range study
Notice bibliographique
Résumé
We study all possible band-to-band transitions between 12 valence and 16 conduction bands of (8,0), (10,0), and (7,0) nanotubes and calculate the corresponding dipole moments using first-principles methods in a wide ultraviolet-visible-infrared range of photon energies. The goal is to investigate the optical transitions and the selection rules for nanotubes with small diameters in a broad range of energies, taking into account the curvature and rehybridization effects on the dipole moment. Our calculations show the conservation of a modified quantum number, $\stackrel{\fontencoding{LECO}\selectfont\char177{}}{m}$, for all the transitions and reversal of the horizontal parity. Besides the $\ensuremath{\pi}\text{\ensuremath{-}}{\ensuremath{\pi}}^{\ensuremath{\ast}}$ transitions, we observe the possibility of $\ensuremath{\pi}\text{\ensuremath{-}}{\ensuremath{\sigma}}^{\ensuremath{\ast}}$, $\ensuremath{\sigma}\text{\ensuremath{-}}{\ensuremath{\pi}}^{\ensuremath{\ast}}$, and $\ensuremath{\sigma}\text{\ensuremath{-}}{\ensuremath{\sigma}}^{\ensuremath{\ast}}$ transitions. In fact, the maximum dipole moment for the three nanotubes corresponds to the transition between valence and conduction bands that are both of $\ensuremath{\sigma}$ nature. The maximum transition rate for an (8,0) nanotube happens at approximately 1.42 eV, corresponding to the transition between the first valence and fourth conduction bands and mapping to the infrared region. The maximum of transition rate for (10,0) and (7,0) nanotubes happens at 0.79 eV and 3.03 eV, respectively. There exist high absorption probabilities in the infrared and visible region in all three nanotubes. Also, high absorption probability in the low ultraviolet region is demonstrated, mostly as a result of $\ensuremath{\sigma}\text{\ensuremath{-}}{\ensuremath{\sigma}}^{\ensuremath{\ast}}$ transitions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».