Introdução à teoria de grupos e aplicação no grafeno

• Autor(a) principal: Silva, Ana Paula Costa e
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24412
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA; Teoria de grupos; Simetrias; Grafeno; Método de Hückel; Schrödinger

A teoria de grupos é uma ferramenta matemática muito importante na física de materiais. A força e beleza deste método reside na sua estrutura algébrica simples, capaz de resumir uma série de operações complexas de simetrias. Ela fornece autoestados e regras de seleção de Hamiltonianos, auxiliando na descrição dos níveis de energia eletrônicos nos estados ocupados e não-ocupados. Quando estudamos as propriedades eletrônicas dos materiais lidamos com cálculos complexos e também interpretações dos resultados experimentais. Os grupos pontuais tratam das simetrias das redes cristalinas, e a partir destas operações de simetria é possível simplificar a resolução da equação de Schrödinger. O grafeno é apenas uma monocamada da estrutura que forma o grafite, contendo apenas dois átomos de carbono por célula unitária. Para compreender a tabela de caracteres do grafeno, é preciso apresentar os elementos básicos da teoria de grupos. Faremos uma introdução para o leitor de conceitos elementares, que serão necessários para a melhor compreensão do grupo de simetrias. Neste trabalho temos também como objetivo deixar mais claro e simples os conceitos de teoria de grupos para então apresentar a tabela de caracteres do grafeno. Através da teoria de grupos, é possível encontrar operações que deixam a estrutura em estudo invariante. Como o grafeno é um material que apresenta simetria em sua rede, conseguimos classificar sua célula unitária dentro de um dos grupos. E a partir das operações de simetria, é possível encontrar o Hamiltoniano, através de diferentes métodos. Faremos um cálculo simples através do método de Hückel para obter uma aproximação para relação de dispersão do grafeno e compreender melhor suas propriedades físicas.