Электронные и транспортные свойства нанотрубок

В статье рассматриваются электронные и транспортные свойства углеродных нанотрубок. Основное внимание уделено теоретическим аспектам, однако при необходимости приводится связь с экспериментальными результатами. Для обоснования того, как по топологической структуре нанотрубок определяется их металлический или полупроводниковый характер, используются простые аргументы, основанные на свёртке зон; для обсуждения более тонких физических эффектов, таких как эффекты кривизны, взаимодействия между нанотрубками или топологических дефектов, вводятся более сложные методы сильной связи и расчёты ab initio. Такой же подход применяется к транспортным свойствам. Фундаментальные аспекты режимов проводимости и масштабов длин переноса представлены с использованием простых моделей беспорядка, включая вывод нескольких аналитических результатов для конкретных случаев короткодействующих и дальнодействующих статических возмущений. Кроме того, особое внимание уделено последним достижениям в области полуэмпирического моделирования и расчётов ab initio, направленных на изучение влияния реалистичных статических рассеивающих центров (химических примесей, адсорбированных молекул и т. д.) или неупругих электрон-фононных взаимодействий. Наконец, рассматриваются отдельные вопросы, выходящие за рамки модели невзаимодействующих электронов, включая экситонные эффекты в оптических экспериментах, режим кулоновской блокады, а также жидкость Латтинжера, волны зарядовой плотности и переход в сверхпроводящее состояние.