Propriedades estruturais e eletrônicas de um wormhole de grafeno.
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Date
2019
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Abstract
Nesta dissertação, investigamos por meio de cálculos de primeiros princípios, a correlação
entre propriedades estruturais e eletrônicas em wormholes feitos de grafeno monocamada e
bicamada. A ferramenta computacional utilizada foi o método SIESTA (Spanish Initiative for
Electronic Simulations with Thousands of Atoms), que é uma implementação da Teoria do
Funcional da Densidade – DFT (Density Functional Theory). As geometrias propostas para
os wormholes são constituídas pela união de nanotubos de carbono entre regiões planas
de grafeno, tal que a região da junção apresenta curvaturas distintas e defeitos topológicos
(heptágonos). Investigamos os efeitos na estrutura eletrônica devidos: à conexão de planos
de grafeno por meio do tubo; à curvatura; à interação entre bicamadas; ao comprimento
dos tubos; à interação do wormholes com imagens periódicas em uma rede triangular.
Observamos que: (i) a conexão de planos por meio do tubo (formação de wormholes) leva
a uma estrutura eletrônica completamente diferente daquela do grafeno com defeito; (ii) a
curvatura da junção tubo/grafeno é determinante para confinamento de estados eletrônicos
na região do nanotubo; (iii) a estrutura eletrônica de wormholes de camada dupla é muito
diferente da superposição das estruturas eletrônicas dos wormholes de camada única que
os formam; (iv) a interação entre wormholes em uma rede triangular leva a abertura de
gaps cujo valor cai assintoticamente com a distância entre wormholes vizinhos. A forma das
bandas próximas ao nível de Fermi é bem descrita por um modelo de primeiros vizinhos
inspirado no método tigth-binding.
Description
Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Grafeno, Nanotubos de carbono, Teoria quântica
Citation
PORTILHO, Paulo André Morais. Propriedades estruturais e eletrônicas de um wormhole de grafeno. 2019. 58 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.