Low dimensional carbon materials have been predicted that have exceptional electrical properties, ballistic quantum transport, and magnetic properties. Nowadays, thanks to development of synthesizing techniques, pure carbon-based nanoelectronic devices become practical applications, such as carbon chains (CCs) encapsulated within carbon nanotubes (CNTs) and CCs between graphene nanoribbons (GNRs). In this thesis, I explored the electron transport at CCs encapsulated within single-walled carbon nanotubes (SWNTs) and the spin transport at CCs between GNRs. Here, I used the density functional theory (DFT) with matrix Green’s function method. I expect that this work will be as an important material for the understanding and designing carbon-based nanoelectronic devices.
저 차원 탄소 기반 물질은 우수한 전기적 특성, 탄도 전도 특성, 자기적 특성을 갖을 것이라고 예측되어 왔다. 현재는 합성 기술의 발전으로 인해 순수한 탄소 기반의 나노 소자, 예를 들어 탄소선이 탄소 나노 튜브로 둘러싸여있는 구조나 탄소선이 그래핀 나노 리본 사이에 있는 구조 등이 현실적인 전자 소자로 자리매김했다. 본 연구에서는 탄소선-탄소 나노 튜브 구조에서 전자 수송 특성과 탄소선-그래핀 나노리본 구조에서 스핀 수송 특성을 탐구하였다. 본 연구를 위해 전자 밀도 범함수 이론과 행렬 그린 함수 방법을 이용하였다. 본 연구가 탄소 기반의 나노 전자 소자의 연구에 중요한 밑거름이 될 것이라고 기대한다.