Dielectric Screening inside Carbon Nanotubes

Abstract

A blindagem dielétrica desempenha um papel vital na determinação das propriedades físicas em nanoescala e afeta nossa capacidade de detectar e caracterizar nanomateriais usando técnicas ópticas. Estudamos como a blindagem dielétrica altera os campos eletromagnéticos e os efeitos de muitos corpos em nanoestruturas encapsuladas dentro de nanotubos de carbono. Primeiramente, mostramos que paredes externas metálicas reduzem a intensidade de espalhamento do nanotubo interno em duas ordens de magnitude em comparação com a de nanotubos internos suspensos no ar, em consonância com nossos cálculos de campo local. Em segundo lugar, descobrimos que o deslocamento dielétrico das energias de transição óptica nas paredes internas é maior quando o nanotubo externo é metálico do que quando é semicondutor. A magnitude do deslocamento sugere que os éxcitons em nanotubos metálicos internos de pequeno diâmetro são dissociados termicamente à temperatura ambiente se o nanotubo externo também for metálico e, em essência, observamos transições banda a banda em nanotubos metálicos de parede dupla delgados.