Estrutura eletrônica de folhas de grafeno onduladas

• Autor(a) principal: Melo, Bruno Max de Souza
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/3158
• topic: Grafeno; Estrutura eletrônica; Deformação; Modelo de ligações fortes

Existe um grande interesse por mecanismos que permitam a abertura e o controle de gaps na estrutura de bandas do grafeno, pois essa característica é fundamental para aplicações deste material na eletrônica. Diversas maneiras de se alcan car este objetivo já foram propostas, por em, em muitos casos, problemas relacionados com a presença de desordens como impurezas e defeitos de bordas (caso das nanofitas de grafeno) prejudicam seriamente a mobilidade eletrônica no grafeno. Mecanismos que não introduzam estes tipos de problema na estrutura de bandas do grafeno, como deformações no plano e também corrugações na folha de grafeno tem atraído forte atenção dos pesquisadores. Tais propostas são denominadas "band gap engineering" e/ou "strain engineering". Nosso estudo analisa criticamente como se modifica a estrutura de bandas na presen ca de um campo de deformações e também na presença de ondulações. Para isso, calculamos a estrutura de bandas de folhas de grafeno onduladas usando o modelo de ligações fortes, o limite contínuo de baixas energias (hamiltoniano de Dirac) e comparamos com resultados de c alculos de primeiros princípios (density functional theory, DFT). Os cálculos foram feitos para ondulações de comprimentos de onda longo e curto, sendo que, para as primeiras foram ainda estudadas as situações com e sem relaxação in-plane dos átomos na célula unitária. Além disso calculamos a estrutura de bandas de folhas de grafeno submetidas a uma deformação no plano da folha. Concluímos que para deformações suaves e no plano da folha o modelo de ligações fortes reproduz com grande precisão os resultados de DFT, enquanto que a teoria de perturbação usando o limite contínuo (hamiltoniano de Dirac) funciona apenas qualitativamente. Para deformações com grandes curvaturas o modelo de ligações fortes deixa de ser eficiente