莱斯大学的迈克·威廉姆斯 莱斯大学的理论家已经计算了双壁碳纳米管的屈电效应
石墨烯片(顶部)两侧原子的电势是相同的，但当石墨烯片弯曲成纳米管时，电势就不同了
双壁纳米管(底部)显示出独特的效果，因为内管和外管中的带隙是交错的
学分:雅科布森研究组/莱斯大学 一个纳米管对于电子应用来说可能很棒，但是有新的证据表明两个可能是最好的
莱斯大学的工程师们已经知道，使用单壁碳纳米管时，尺寸对其电性能至关重要
但到目前为止，还没有人研究过电子在面对俄罗斯洋娃娃般的多壁管结构时是如何行动的
莱斯实验室的材料理论家鲍里斯·雅科布森现在已经计算出半导双壁碳纳米管的曲率对其外电压的影响，外电压是衡量纳米管内外壁之间电不平衡的指标
这影响了纳米电子学应用，尤其是光伏应用中嵌套纳米管对的合适程度
雅科布森布朗工程学院小组的理论研究发表在美国化学学会杂志《纳米快报》上
在2002年的一项研究中，雅科布森和他的莱斯同事揭示了电荷转移是如何与纳米管壁的曲率成线性比例的，电荷转移是正负两极之间的差异，允许电压存在于两极之间
管子的宽度决定曲率，实验室发现纳米管越薄(曲率越大)，电压越大
雅科布森说，当碳原子形成平坦的石墨烯时，平面两侧原子的电荷密度是相同的
将石墨烯弯曲成管状打破了这种对称性，改变了平衡
根据研究人员的说法，这在曲率的方向上产生了一个与曲率成比例的屈电局部偶极子，他们指出二维碳的屈电“是一个显著但相当微妙的影响”
" 但是不止一面墙会使平衡变得非常复杂，改变电子的分布
在双壁纳米管中，内管和外管的曲率不同，每个管都有不同的带隙
此外，模型显示外壁的挠曲电压移动内壁的带隙，在嵌套系统中产生交错的带排列
雅科布森说:“新奇之处在于，由于外部纳米管产生的电压，插入的试管‘婴儿’(内部)马特里尤什卡的所有量子能级都发生了移动。”
他说，不同曲率的相互作用导致了一个横跨到交错的带隙跃迁，该跃迁发生在大约2
4纳米
雅科布森说:“这对太阳能电池来说是一个巨大的优势，基本上是分离正负电荷以产生电流的先决条件。”
“当光被吸收时，一个电子总是从一个被占据的价带的顶部(留下一个‘正’空穴)跳到空电导带的最低状态
“但在交错的配置中，它们恰好在不同的管道或层中，”他说
“‘加号’和‘减号’在电子管之间被分开，通过在电路中产生电流而流走
" 该小组的计算还表明，用正或负原子修饰纳米管表面可以产生高达3伏的“任一符号的显著电压”
研究人员写道:“虽然功能化会极大地扰乱纳米管的电子特性，但对于某些应用来说，这可能是一种非常有效的感应电压的方式。”
研究小组认为，他们的发现可能适用于其他类型的纳米管，包括氮化硼和二硫化钼，它们可以单独使用，也可以与碳纳米管混合使用
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