In een nieuwe studie gepubliceerd in EPJ B , Basant Lal Sharma van het Indian Institute of Technology Kanpur geeft een gedetailleerde analyse van hoe de stroom van warmte en elektronen wordt beïnvloed op het grensvlak tussen een 'fauteuil'-vormige koolstofnanobuis en een zigzaggend nanolint dat bestaat uit een enkellaags koolstofhoningraatblad van grafeen.

Toepassingen van deze methode kunnen ons helpen de voortplanting van elektronen en thermische stroming in grafeen en soortgelijke materialen voor elektromagnetische apparaten te begrijpen. Bijvoorbeeld, een gedeeltelijk opengeritst koolstofnanobuisje zou kunnen werken als een apparaat met variërende elektrische weerstand, afhankelijk van de sterkte van een extern magnetisch veld dat erop wordt toegepast. Daarentegen, deze knooppunten kunnen ook fungeren als perfecte 'valleifilters', bepaalde soorten elektronen door de junctie laten gaan met de maximaal mogelijke geleiding, terwijl andere elektronen er niet doorheen kunnen.

In dit onderzoek, de auteur vertrouwt op een sterk vereenvoudigd beeld van de fysica die betrokken is bij het probleem van elektronen- en warmtestroom op de kruising, een die niettemin de essentie van het probleem behoudt. Om de kruising te bestuderen, de auteur verwijdert een zigzagketen van koolstofatomen van de rand van het nanolint om een ​​defect in de kruising te creëren.

In tegenstelling tot eerdere onderzoeken, dit werk lost het complexe probleem van elektronentransport op met behulp van een wiskundig elegante methode. Het model beschrijft de interacties tussen elektronen en vertrouwt op een matchingmethode om de transmissie-eigenschappen van de elektronen door de junctie te berekenen. Een vergelijkbare methode werd eerder gebruikt om golfvoortplanting in verschillende soorten materialen te verklaren, maar had weinig verband met de toepassingen van dergelijke elektronenstromen, waarbij de stroming van individuele deeltjes wordt gemodelleerd.

De auteur was in staat om resultaten te verkrijgen die bijna overeenkwamen met de numerieke resultaten.