碳納米管可以看作由石墨層卷成的管子，自從1991年碳納米管被發現以來，它們獨特的機械和電子性質得到了理論和實驗方面的廣泛研究。盡管許多性質都可以根據幾何構造原則得到相當好的理解，這些準一維系統的某些方面的特性仍然需要靠ATK模擬來預測。

      這種計算量經常是消耗巨大的，由于真實碳納米管原胞內的原子數通常是非常多的，而器件應用中的有效區域經常是要靠多個原胞的重復才能夠較好的模擬。ATK使用了特殊的方法顯著改善了碳納米管和其他“長”系統輸運計算時的數值計算表現，并且計算結果和實驗值保持了出色的一致性，如armchair納米管的電導。

       很多類氣體分子容易吸附在碳納米管上。這些吸附分子對本來非局域的軌道產生了擾動，在碳管的透射屬性中產生了成鍵/反鍵共振。當碳管附近的氣體分子濃度發生改變時，這些共振將變得明顯并增大或減少電子電流。這樣，通過探測碳管中電流的改變，我們可以鑒定不同氣體分子的存在。目前已經成功制造了這樣的傳感器。

a) 實線是一個 NO 分子吸附其上的(4,4)碳納米管的透射系數譜。作為比較，虛線顯示的是沒有分子吸附的透射系數譜。在費米能處有一個明顯的谷，它由吸附分子帶來。透射系數譜的這個谷對應著 NO 分子吸附后碳納米管電阻的增大。

b) 吸附 NO 分子的碳納米管在費米能處的態密度的可視化圖像。這種圖形可以對器件輸運中起作用的電子通道進行可視化的分析。碳管能帶與NO分子軌道的強烈耦合是透射系數譜中的谷的來源。

Ref.:

J. Kong et. al., Science 2000(287):622

H. S. Gokturk, IEEE Nano 2005

E. S. Snow et. al., Nano Lett. 2005(5):2414

使用軟件：ATK