Les nanostructures périodiques en forme de chaîne sont largement utilisées en nanoélectronique. Typiquement, les éléments de chaîne incluent les anneaux quantiques, points quantiques, ou des graphes quantiques. Une telle structure permet aux électrons de se déplacer le long de la chaîne, en théorie, indéfiniment. Le problème est que certaines applications nécessitent des électrons localisés - ceux-ci ne sont plus dans un spectre d'énergie continu mais dans un spectre d'énergie discret, au lieu.
Maintenant, une nouvelle étude menée par des scientifiques russes identifie des moyens de perturber la périodicité d'une nanostructure modèle pour obtenir le spectre discret souhaité avec des électrons localisés. Ces conclusions du Dr Dmitry A. Eremin de l'Université d'État de Mordovie à Saransk, Russie, et collègues ont été publiés dans Revue Physique Européenne B .
Les calculs théoriques sur les nano-systèmes jouent un rôle important dans la prédiction des propriétés de transport électrique. Les auteurs ont créé des modèles théoriques d'entités à l'échelle nanométrique appelées gousses de nano-pois. Ces derniers sont constitués d'un nanotube rempli d'une chaîne de molécules de fullerène. De tels modèles sont basés sur une chaîne courbée de sphères reliées par des fils.
Les scientifiques ont ensuite décrit le spectre énergétique des systèmes à périodicité perturbée et se sont attachés à trouver les conditions d'apparition d'électrons localisés. En utilisant une méthode basée sur la théorie dite des extensions d'opérateurs généraux, ils variaient la longueur des fils de connexion, l'intensité de la perturbation et la valeur de l'angle de flexion.
Eremin et ses collègues ont découvert que l'apparition d'électrons localisés dépend plus de la variation de la longueur des fils de la chaîne courbée que de la variation de la valeur de l'angle de courbure. Ce résultat est cohérent avec le fait qu'une perturbation locale n'affecte pas le spectre continu. Lorsque l'angle de flexion tend vers zéro, les électrons ont tendance à devenir moins localisés.
