Le nanostrutture periodiche a catena sono ampiamente utilizzate nella nanoelettronica. Tipicamente, gli elementi della catena includono anelli quantici, punti quantici, o grafici quantistici. Tale struttura consente agli elettroni di muoversi lungo la catena, in teoria, indefinitamente. Il problema è che alcune applicazioni richiedono elettroni localizzati:questi non sono più in uno spettro energetico continuo ma in uno spettro energetico discreto, Invece.

Ora, un nuovo studio di scienziati russi identifica modi per disturbare la periodicità di una nanostruttura modello per ottenere lo spettro discreto desiderato con elettroni localizzati. Questi risultati del dottor Dmitry A. Eremin della Mordovian State University di Saransk, Russia, e colleghi sono stati pubblicati in Giornale Europeo di Fisica B .

I calcoli teorici sui nanosistemi giocano un ruolo importante nella previsione delle proprietà di trasporto elettrico. Gli autori hanno creato modelli teorici di entità su scala nanometrica chiamate baccelli di nano piselli. Questi ultimi sono costituiti da un nanotubo riempito da una catena di molecole di fullerene. Tali modelli si basano su una catena piegata di sfere collegate da fili.

Gli scienziati hanno quindi descritto lo spettro energetico dei sistemi con periodicità disturbata e si sono proposti di trovare la condizione per la comparsa di elettroni localizzati. Utilizzando un metodo basato sulla cosiddetta teoria delle estensioni degli operatori generali, variavano la lunghezza dei fili di collegamento, l'intensità del disturbo e il valore dell'angolo di piegatura.

Eremin e colleghi hanno scoperto che l'aspetto degli elettroni localizzati ha una dipendenza più forte dalla variazione della lunghezza dei fili della catena piegata rispetto alla variazione del valore dell'angolo di piegatura. Questo risultato è coerente con il fatto che una perturbazione locale non influenza lo spettro continuo. Poiché l'angolo di piegatura tende a zero, gli elettroni tendono a diventare meno localizzati.