Propriedades estruturais e eletrônicas de um wormhole de grafeno.

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dc.contributor.advisorBatista, Ronaldo Junio Campospt_BR
dc.contributor.authorPortilho, Paulo André Morais
dc.contributor.refereeBatista, Ronaldo Junio Campospt_BR
dc.contributor.refereeOliveira, Alan Barros dept_BR
dc.contributor.refereeMota, Vinícius Cândidopt_BR
dc.date.accessioned2020-03-17T12:36:18Z
dc.date.available2020-03-17T12:36:18Z
dc.date.issued2019
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractNesta 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.pt_BR
dc.description.abstractenIn this dissertation, we investigated by means of first principles calculations, the correlation between structural and electronic properties in wormholes made of monolayer and bilayer graphene. The computational tool used in our investigation was the SIESTA (Spanish Initiate for Electronic Simulations with Thousands of Atoms) method, which is an implementation of Density Functional Theory (DFT). The proposed geometries for the wormholes are formed by the union of carbon nanotubes between flat graphene regions, such that the junction region presents distinct curvatures and topological defects (heptagonal rings). We investigate the effects on the electronic structure that are due to: the connection of graphene planes through the tube; the curvature; the interaction between bilayers; the length of the nanotubes; the wormholes interaction with periodic images in a triangular lattice. We found that: (i) the connection of planes through the nanotubes (formation of wormholes) leads to a completely different electronic structure from that of the defective graphene; (ii) the curvature of the nanotube / graphene junction is crucial for the confinement electron states in the nanotube region; (iii) the electronic structure of the double layer wormholes is very different from the superposition of the electronic structure of the single layer wormholes that form them; (iv) the interaction between wormholes in a triangular lattice leads to the opening of gaps whose value decreases asymptotically with the distance between neighboring wormholes. The shape of bands near the Fermi level is well described by simple first-neighbor model inspired by the tight-binding method.pt_BR
dc.identifier.citationPORTILHO, 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.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11997
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 13/03/2020 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.pt_BR
dc.subjectGrafenopt_BR
dc.subjectNanotubos de carbonopt_BR
dc.subjectTeoria quânticapt_BR
dc.titlePropriedades estruturais e eletrônicas de um wormhole de grafeno.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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FIMAT - Mestrado (Dissertações)