Efeitos da largura em nanofitas de grafeno empilhadas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Logrado, André Lima
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Quasipartículas
Nanofitas de grafeno
Polaron
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/52361
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2024.
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spelling Efeitos da largura em nanofitas de grafeno empilhadasQuasipartículasNanofitas de grafenoPolaronDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2024.O recente progresso na nanoeletrônica sugere que o empilhamento de nanofitas de grafeno do tipo armchair (AGNRs), formando sistemas bicamada, gera materiais com propriedades emergentes de quasipartículas. Nesse contexto, a largura dessas nanofitas é particularmenterelevante. No entanto, o seu efeito sobre os portadores de carga ainda não é totalmente compreendido. Neste trabalho, investigamos o efeito da largura das nanofitas e da interação entre elasnos estados de pólarons, utilizando um Hamiltoniano semiquântico que acopla as interaçõeseletrônicas e de rede. Os resultados mostram o surgimento de dois tipos de pólarons: não simétrico e simétrico. O acoplamento entre camadas necessário para induzir a transição entre essesestados depende da largura das nanofitas, sendo, no caso mais extremo, aproximadamente 174meV. Propriedades eletrônicas como o limiar de acoplamento que induz a transição, o tamanhodo portador de carga e o gap (LUMO - HOMO) respeitam a regra de classificação em famíliaspela largura 3p, 3p + 1 e 3p + 2 das AGNRs. As descobertas monstram que uma forte interaçãoentre camadas deslocaliza os portadores e reduz o gap em até 0,6 eV. Além disso, verificou-seque algumas camadas são mais propensas a compartilhar carga, sugerindo a possibilidade deque em um empilhamento heterogêneo um caminho eletrônico específico é favorecido. Os resultados apresentam uma perspectiva promissora para a integração desses sistemas bicamadasde AGNRs em futuras aplicações em nanoeletrônicaRecent progress in nanoelectronics suggests that stacking armchair graphene nanoribbons (AGNRs) into bilayer systems generates materials with emergent quasiparticle properties.In this context, the width of these nanoribbons is particularly relevant. However, its effect oncharge carriers is still not fully understood. In this work, we investigate the effect of nanoribbonwidth and interaction between them on polaron states, using a semi-quantum Hamiltonian thatcouples electronic and lattice interactions. The results show the emergence of two types of polarons: non-symmetric and symmetric. The interlayer coupling required to induce the transitionbetween these states depends on the nanoribbon width, being approximately 174 meV in themost extreme case. Electronic properties such as the coupling threshold that induces the transition, the size of the charge carrier, and the gap (LUMO - HOMO) follow the width classificationrule of 3p, 3p+ 1, and 3p+ 2 families of AGNRs. The findings show that strong interlayer interaction delocalizes carriers and reduces the gap by up to 0.6 eV. Additionally, it was found thatsome layers are more prone to charge sharing, suggesting the possibility that in a heterogeneousstacking, a specific electronic pathway is favored. The results present a promising prospect forthe integration of these AGNR bilayer systems in future nanoelectronics applications.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaOliveira Neto, Pedro Henrique deLogrado, André Lima2025-07-07T22:34:34Z2025-07-07T22:34:34Z2025-07-072024-12-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLOGRADO, André Lima. Efeitos da largura em nanofitas de grafeno empilhadas. 2024. 115 f., il. Dissertação (Mestrado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.http://repositorio.unb.br/handle/10482/52361porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-07-07T22:34:34Zoai:repositorio.unb.br:10482/52361Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-07-07T22:34:34Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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