In un nuovo studio pubblicato su EPJ SI , Basant Lal Sharma dell'Indian Institute of Technology Kanpur fornisce un'analisi dettagliata di come il flusso di calore ed elettroni è influenzato all'interfaccia tra un nanotubo di carbonio a forma di "poltrona" e un nanonastro a zigzag costituito da un foglio di carbonio a nido d'ape a strato singolo di grafene.

Le applicazioni di questo metodo possono aiutarci a comprendere la propagazione degli elettroni e il flusso termico nel grafene e materiali simili per dispositivi elettromagnetici. Per esempio, un nanotubo di carbonio parzialmente aperto potrebbe fungere da dispositivo con resistenza elettrica variabile a seconda della forza di un campo magnetico esterno applicato. Al contrario, queste giunzioni possono fungere anche da perfetti 'filtri di valle', permettendo certi tipi di elettroni attraverso la giunzione con la massima conduttanza possibile, mentre altri elettroni non possono passare.

In questo studio, l'autore si basa su una visione molto semplificata della fisica coinvolta nel problema del flusso di elettroni e calore alla giunzione, uno che tuttavia conserva l'essenza del problema. Per studiare la giunzione, l'autore rimuove una catena a zigzag di atomi di carbonio dal bordo del nanonastro in modo da creare un difetto nella giunzione.

A differenza degli studi precedenti, questo lavoro risolve il complesso problema del trasporto degli elettroni utilizzando un metodo matematicamente elegante. Il modello descrive le interazioni tra gli elettroni e si basa su un metodo di corrispondenza per calcolare le proprietà di trasmissione degli elettroni attraverso la giunzione. Un metodo simile è stato precedentemente utilizzato per spiegare la propagazione delle onde in diversi tipi di materiali, ma aveva poca connessione con le applicazioni di tali flussi di elettroni, che comportano la modellazione del flusso delle singole particelle.

L'autore è stato in grado di ottenere risultati che si avvicinavano molto ai risultati numerici.