Periodieke ketenachtige nanostructuren worden veel gebruikt in de nano-elektronica. Typisch, ketenelementen zijn onder meer kwantumringen, kwantum stippen, of kwantumgrafieken. Een dergelijke structuur stelt elektronen in staat langs de keten te bewegen, in theorie, voor onbepaalde tijd. Het probleem is dat sommige toepassingen gelokaliseerde elektronen vereisen - deze bevinden zich niet langer in een continu energiespectrum maar in een discreet energiespectrum, in plaats daarvan.

Nutsvoorzieningen, een nieuwe studie door Russische wetenschappers identificeert manieren om de periodiciteit van een model-nanostructuur te verstoren om het gewenste discrete spectrum met gelokaliseerde elektronen te verkrijgen. Deze bevindingen door Dr. Dmitry A. Eremin van de Mordovian State University in Saransk, Rusland, en collega's zijn gepubliceerd in Europees fysiek tijdschrift B .

Theoretische berekeningen aan nanosystemen spelen een belangrijke rol bij het voorspellen van elektrische transporteigenschappen. De auteurs creëerden theoretische modellen van entiteiten op nanometrische schaal, nano-pea pods genaamd. Deze laatste zijn gemaakt van een nanobuisje gevuld met een keten van fullereenmoleculen. Dergelijke modellen zijn gebaseerd op een gebogen ketting van bollen die met draden zijn verbonden.

De wetenschappers beschreven vervolgens het energiespectrum van systemen met verstoorde periodiciteit en gingen op zoek naar de voorwaarde voor het verschijnen van gelokaliseerde elektronen. Met behulp van een methode gebaseerd op de zogenaamde general operator extensions theory, ze varieerden de lengte van de aansluitdraden, de intensiteit van de storing en de waarde van de buighoek.

Eremin en collega's ontdekten dat het uiterlijk van gelokaliseerde elektronen sterker afhankelijk is van de variatie van de lengte van de draden van de gebogen ketting dan de variatie van de waarde van de buighoek. Deze bevinding is consistent met het feit dat een lokale verstoring het continue spectrum niet beïnvloedt. Aangezien de buighoek naar nul neigt, de elektronen hebben de neiging om minder gelokaliseerd te worden.