B-およびN-ドープフェニンナノチューブの電子および構造的変調

フェニンナノチューブ（pNT）は、ベンゼン環から構築される新しいクラスの多孔性炭素ベースのナノ構造であり、高度に調整可能な構造および電子特性を持っています。ホウ素–窒素（BN）置換および水素除去がpNTの幾何学および電子挙動に与える影響を、純粋なもの、単一元素（BまたはN）、対称的および非対称に配置された混合B–N置換を含む10の構成で調査します。ドープされたシステムの中で、水素化された窒素置換pNTが最も安定しています。BNの取り込みは管のフレームワークを保持しながら、細やかに孔のサイズと形態を再形成します。ドーピングと水素化の両方が、孔の幾何学を制御可能に変調します。純粋なpNTsにおける水素除去は半導体から金属への移行を引き起こし、単一元素の置換はバンドギャップの大幅な拡大をもたらします。一方、混合B–Nシステムは強いギャップ抑制を示し、しばしばバンドギャップを完全に排除します。多孔性および電子応答の組み合わされた調整可能性により、BN置換pNTは将来のナノエレクトロニクスおよびセンサー技術の有望な候補となります。 • フェニンナノチューブにおけるBN置換と水素除去の系統的DFT研究。 • すべての純粋およびBNドープpNT構成は熱力学的に安定です。 • BNドーピングはチューブの完全性を保持し、制御された孔サイズの変調を可能にします。 • 水素除去は純粋なpNTsを金属化し、単一元素のドーピングはギャップを広げます。 • 混合B–Nシステムは水素化によってギャップを失い、電子挙動を調整します。