Study of electrostatic shielding and environmental interactions in carbon nanotubes by Resonance Raman Spectroscopy

• Autor(a) principal: Paulo Antonio Trindade Araujo
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-8AMMKX
• topic: Nanotubos de carbono de parede única; Espectroscopia de Raman; Nanotubos de carbono de parede única; Espectroscopia de Raman; Física

Na última década, muitos avanços experimentais e teóricos foram feitos na fotofísica dos nanotubos de carbono de parede única (SWNT). Tais conquistas nos permitiram alcançar um profundo conhecimento da física por trás da dependência com os índices (n, m) das energias de transição ópticas (Eii ) e da frequência do modo de respiração (!RBM ). A primeira parte deste trabalho discute a pesquisa que tenho feito, baseado na espectroscopia Raman ressonante do modo radial de respiração, sobre as propriedades eletrônicas e vibracionais dos SWNTs. Estas pesquisa foi direcionada para o entendimento de como uma mudança no ambiente em torno dos SWNTs muda a relação existente entre (Eii, RBM) e (n, m). Será mostrado que mudanças ambientais fazem com que as frequências do modo radial de respiração aumentem. Isto acontece porque as paredes dos SWNTs interagem com o ambiente em torno dela através de forças de Van der Waals, que adicionam uma constante de mola extra, em paralelo ao sistema dos SWNTs. As mudanças nas Eii são explicadas em termos das mudanças na constante dielétrica , que é formada por duas comtribuições: a constante dielétrica tube, que depende das propriedades intrínsecas de cada SWNT e a constante dielétrica env, que depende somente do ambiente. Hoje em dia, a comunidade científica enfrenta o desafio de fazer experimentos na escala nanométrica. Portanto, a construção de sistemas para experimentos de nano-manipulação (por exemplo, construção de nano-devices e litografia em escala nanométrica) e nano-caracterização (por exemplo, caracterização ótica e medidas de transporte) tornou-se uma necessidade. Na segunda parte deste trabalho, um sistema de microscopia confocal foi unido a um sistema de microscopia de força atômica (AFM). Com o sistema confocal, somos capazes de fazer espectro-scopia com resoluções óticas próximas de &lamda;/2, onde &lamda; é o comprimento de onda da excitação. O sistema de AFM nos permite fazer imagens e manipular sistemas na escala nanométrica. Os dois juntos nos permite a realização simultânea de experimentos de espectroscopia e nano-manipulação. Se a ponta para o AFM for metálica, é possível realizar experimentos óticos com resoluções determinadas apenas pelo diâmetro das pontas, indo além dos limites de difração. Este sistema foi utilizado para entender mudanças nas estruturas eletrônicas e de fônons dos SWNTs quando estes são pressionados por uma ponta de ouro e, além disto, entender as influências de segmentos de DNA na fotoluminescência de sistemas de SWNTs@DNA.