Milaninia等人设计的基碳纳米管的双向纳米开关（Double-pole nanoscale relay）的结构和工作原理

　　创新点：本工作用解析地方法研究了Milaninia等人设计的一种基于碳纳米管的纳米开关的工作机制，进行了理论建模。相对于一般单向的纳米开关，这个器件多了一个拉回（pull back）过程，因此需要与此过程相关的新的理论模型。我们从基本的物理原理出发，建立了理论模型，给出了拉回（pull back）工作电压的理论表达式，并给出了该工作电压对器件参数的依赖关系。一般情况下这是不容易用通常的分子动力学模拟得到。

　　解决的问题/结论：基于碳纳米管的纳米开关被认为是一种可以有效降低功耗的微电子器件。作为一种纳米微机电系统(NEMS)元件，它可以在恶劣环境中使用，特别适合被用在核事故救援和宇航探索等场合，因为是当前一种很受关注的器件。最近Milaninia等人设计了一种很有特色的双向的碳纳米管纳米开关，为了给实验研究提供可供参考的设计规则(designing guide)，本工作对这个器件进行了理论建模。我们用自己发展的解析方法，给出了关键的拉回工作电压的解析表达式，使得器件的各个参数对工作电压的影响一目了然。同时建议了一个典型的碳纳米管纳米开关的相关主要参数值的取值范围，以供实验家参考。

　　论文的链接：https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.8.024006