Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Grimm, Daniel
Data de Publicação: 2003
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/17592
Resumo: Carbon nanotubes are cylindrical molecules which present interesting mechanical and electronical properties and may be described as a single graphene sheet rolled up as a tube. Depending only on their geometrical details, these systems may exhibit metallic or semiconducting behaviour and are excellent candidates as uasionedimensional conductors. Based on recent experimental evidences of the large-scale synthesis and production of junctions of type Y, X and T, made of carbon nanotubes, we analyze the electronic properties of a family of Y-shaped junctions [Y-junction]. We address here also the possibility of joining two Y-junctions forming ring-like structures that come naturally connected to a pair of carbon-nanotube leads. First we study if such idealized carbon-molecular structures are structurally stable under variation of temperature, performing numerical Monte Carlo simulations using the Tersoff interatomic empirical potential for carbon atoms. Next, we investigate the electrical properties of these structures and show a direct relationship with their geometry and topological defects. Y-shaped structures of multiple terminals and ring-like systems offer new possibilites of manipulating electrical transport and synthetize nanoscopical electronic devices entirely based on carbon nanotubes. We employ a Green functions renormalization formalism entirely defined in real space, using a single band tight-binding Hamiltonian with only one -orbital. We calculate the conductance and local density of states of these systems and compare the results with the strictly one-dimensional counterparts. We show that the length and/or diameter of the legs of the Y-junction and rings play a fundamental role in electronic transport. This way, we explore the possibility of occurrence of destructive and constructive quantum interference which can be manipulated by geometrical parameters of different carbon structures.
id UFF-2_6aeb4482b80628fcce9b788779629346
oai_identifier_str oai:app.uff.br:1/17592
network_acronym_str UFF-2
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
repository_id_str 2120
spelling Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbonoNanotubos de carbonoFenômenos de transporteFunções de GreenNanotubos de carbonoFenômenos de transporteFunções de GreenFunção de GreenNanotubos de carbonoFenômeno de transporteCarbon nanotubesGreen's functionPhase transformationsCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADACNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADACarbon nanotubes are cylindrical molecules which present interesting mechanical and electronical properties and may be described as a single graphene sheet rolled up as a tube. Depending only on their geometrical details, these systems may exhibit metallic or semiconducting behaviour and are excellent candidates as uasionedimensional conductors. Based on recent experimental evidences of the large-scale synthesis and production of junctions of type Y, X and T, made of carbon nanotubes, we analyze the electronic properties of a family of Y-shaped junctions [Y-junction]. We address here also the possibility of joining two Y-junctions forming ring-like structures that come naturally connected to a pair of carbon-nanotube leads. First we study if such idealized carbon-molecular structures are structurally stable under variation of temperature, performing numerical Monte Carlo simulations using the Tersoff interatomic empirical potential for carbon atoms. Next, we investigate the electrical properties of these structures and show a direct relationship with their geometry and topological defects. Y-shaped structures of multiple terminals and ring-like systems offer new possibilites of manipulating electrical transport and synthetize nanoscopical electronic devices entirely based on carbon nanotubes. We employ a Green functions renormalization formalism entirely defined in real space, using a single band tight-binding Hamiltonian with only one -orbital. We calculate the conductance and local density of states of these systems and compare the results with the strictly one-dimensional counterparts. We show that the length and/or diameter of the legs of the Y-junction and rings play a fundamental role in electronic transport. This way, we explore the possibility of occurrence of destructive and constructive quantum interference which can be manipulated by geometrical parameters of different carbon structures.Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroNanotubos de carbono são moléculas cilíndricas que apresentam propriedades mecânicas e eletrônicas bastante interessantes e podem ser descritos como uma folha de grafeno enrolada em forma de tubo. Dependendo apenas dos detalhes de sua geometria, estes sistemas apresentam caráter metálico ou semicondutor e são fortes candidatos a atuar como condutores quasi-unidimensionais. Baseados em medidas experimentais recentes que evidenciam a sintetizaçãoo e produção em grande escala de junções de nanotubos de carbono em forma de Y, X e T, analisamos as propriedades eletrônicas de uma família de junções do tipo Y [junção Y]. Propomos também a possibilidade de acoplar duas junções Y gerando um tipo de estrutura anelar com dois terminais de nanotubos semi-infinitos acoplados ao anel que atuam como contatos metálicos. Mostramos que essas sistemas carbono-moleculares idealizadas são estruturalmente estáveis sob variação de temperatura, utilizando para isso uma simulação de Monte-Carlo com o potencial interatômico empírico de Tersoff para átomos de carbono. Em seguida estudamos propriedades eletrônicas dessas estruturas e mostramos a relação direta com a geometria e os defeitos topológicos. Estruturas do tipo Y de muitos terminais e sistemas anelares oferecem novas possibilidades de manipular o transporte eletrônico e de gerar dispositivos eletrônicos em escala nanométrica usando apenas nanotubos de carbono. Utilizamos o formalismo de funções de Green baseado num esquema de renormalização no espaçoo real, a partir de um Hamiltoniano tight-binding de banda única, isto é, utilizando apenas o orbital. Obtemos resultados para a condutãncia e a densidade de estados local desses sistemas e comparamos com os obtidos para estruturas puramente unidimensionais. Mostramos que o tamanho e/ou o raio dos ramos da junção e do anel Y, tem papel fundamental no transporte eletrônico. Exploramos portanto a possibilidade de ocorrência das interferências quãnticas destrutivas e construtivas que podem ser manipuladas através de parâmetros geométricos de diferentes estruturas de carbono.Universidade Federal FluminensePrograma de Pós-graduação em FísicaFísicaBRUFFLatgé, Andréa BritoCPF:63853710778http://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4790329H8Koiller, BelitaCPF:52838919768http://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4783219J6Mota, RonaldoCPF:13265008568http://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4787073Z5Grimm, Daniel2021-03-10T20:42:09Z2009-11-262021-03-10T20:42:09Z2003-11-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/17592porCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2021-03-10T20:42:09Zoai:app.uff.br:1/17592Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:03:48.853260Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
dc.title.none.fl_str_mv Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono
title Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono
spellingShingle Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono
Grimm, Daniel
Nanotubos de carbono
Fenômenos de transporte
Funções de Green
Nanotubos de carbono
Fenômenos de transporte
Funções de Green
Função de Green
Nanotubos de carbono
Fenômeno de transporte
Carbon nanotubes
Green's function
Phase transformations
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
title_short Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono
title_full Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono
title_fullStr Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono
title_full_unstemmed Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono
title_sort Junções e anéis tipo Y de nanotubos de carbono
author Grimm, Daniel
author_facet Grimm, Daniel
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Latgé, Andréa Brito
CPF:63853710778
http://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4790329H8
Koiller, Belita
CPF:52838919768
http://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4783219J6
Mota, Ronaldo
CPF:13265008568
http://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4787073Z5
dc.contributor.author.fl_str_mv Grimm, Daniel
dc.subject.por.fl_str_mv Nanotubos de carbono
Fenômenos de transporte
Funções de Green
Nanotubos de carbono
Fenômenos de transporte
Funções de Green
Função de Green
Nanotubos de carbono
Fenômeno de transporte
Carbon nanotubes
Green's function
Phase transformations
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
topic Nanotubos de carbono
Fenômenos de transporte
Funções de Green
Nanotubos de carbono
Fenômenos de transporte
Funções de Green
Função de Green
Nanotubos de carbono
Fenômeno de transporte
Carbon nanotubes
Green's function
Phase transformations
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
description Carbon nanotubes are cylindrical molecules which present interesting mechanical and electronical properties and may be described as a single graphene sheet rolled up as a tube. Depending only on their geometrical details, these systems may exhibit metallic or semiconducting behaviour and are excellent candidates as uasionedimensional conductors. Based on recent experimental evidences of the large-scale synthesis and production of junctions of type Y, X and T, made of carbon nanotubes, we analyze the electronic properties of a family of Y-shaped junctions [Y-junction]. We address here also the possibility of joining two Y-junctions forming ring-like structures that come naturally connected to a pair of carbon-nanotube leads. First we study if such idealized carbon-molecular structures are structurally stable under variation of temperature, performing numerical Monte Carlo simulations using the Tersoff interatomic empirical potential for carbon atoms. Next, we investigate the electrical properties of these structures and show a direct relationship with their geometry and topological defects. Y-shaped structures of multiple terminals and ring-like systems offer new possibilites of manipulating electrical transport and synthetize nanoscopical electronic devices entirely based on carbon nanotubes. We employ a Green functions renormalization formalism entirely defined in real space, using a single band tight-binding Hamiltonian with only one -orbital. We calculate the conductance and local density of states of these systems and compare the results with the strictly one-dimensional counterparts. We show that the length and/or diameter of the legs of the Y-junction and rings play a fundamental role in electronic transport. This way, we explore the possibility of occurrence of destructive and constructive quantum interference which can be manipulated by geometrical parameters of different carbon structures.
publishDate 2003
dc.date.none.fl_str_mv 2003-11-12
2009-11-26
2021-03-10T20:42:09Z
2021-03-10T20:42:09Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://app.uff.br/riuff/handle/1/17592
url https://app.uff.br/riuff/handle/1/17592
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv CC-BY-SA
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv CC-BY-SA
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal Fluminense
Programa de Pós-graduação em Física
Física
BR
UFF
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal Fluminense
Programa de Pós-graduação em Física
Física
BR
UFF
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)
instacron:UFF
instname_str Universidade Federal Fluminense (UFF)
instacron_str UFF
institution UFF
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)
repository.mail.fl_str_mv riuff@id.uff.br
_version_ 1811823649953415168