Properties of Charged Quasiparticles in Highly Confined Materials

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Cassiano, Tiago de Sousa Araújo
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
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:
Modelo Su-Schrieffer-Heeger
Grafeno
Heterojunções
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/52357
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2024.
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spelling Properties of Charged Quasiparticles in Highly Confined MaterialsPropriedades de quasipartículas carregadas em materiais altamente confinadosModelo Su-Schrieffer-HeegerGrafenoHeterojunçõesTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2024.The use of confined materials is profoundly shaping our civilization. Today, con finement remains an important design choice in many modern materials, such as graphene, fullerene, and graphene nanoribbons. For most optoelectronic devices, charge transport is a pivotal step. In organic materials, it is convenient to interpret the mechanism as the drifting of quasiparticles, resulting from the coupling of a localized charge with phonon clouds. Un derstanding their properties can elucidate the response of complex confined systems and pro vide the theoretical foundation for proposing new materials. In this work, eight studies on the properties of charge quasiparticles in confined materials are presented. Each study addresses specific facets of quasiparticle physics, such as mechanical and electronic stability, transport efficiency, structural design, and temperature effects. Four main systems with different confine ment regimes are considered: conjugated polymers (1D), graphene nanoribbons (2D), bilayer graphene nanoribbons (quasi-2D), and molecular crystals (2D). The physical description of the molecules is achieved using model Hamiltonians that account for lattice relaxation effects. The dynamics of charged quasiparticles were determined by simulating their interaction with a time-dependent external electric field. The findings contribute to the theoretical understanding of highly confined systems and may inspire future applied research in materials science.so de materiais confinados está moldando profundamente nossa civilização. Atualmente, o confinamento continua sendo uma escolha importante no design de muitos materiais modernos, como grafeno, fulereno e nanofitas de grafeno. Para a maioria dos dispositivos op toeletrônicos, o transporte de carga é uma etapa crucial. Em materiais orgânicos, é conveniente interpretar o mecanismo como o deslocamento de quasipartículas, resultante do acoplamento de uma carga localizada com nuvens de fônons. Compreender suas propriedades pode elucidar a resposta de sistemas confinados complexos e fornecer a base teórica para a proposição de novos materiais. Neste trabalho, são apresentados oito estudos sobre as propriedades de quasi partículas de carga em materiais confinados. Cada estudo aborda aspectos específicos da física das quasipartículas, como estabilidade mecânica e eletrônica, eficiência de transporte, design estrutural e efeitos da térmicos. Quatro sistemas principais, com diferentes regimes de confinamento, são considerados: polímeros conjugados (1D), nanofitas de grafeno (2D), nanofitas de grafeno bicamada (quasi-2D) e cristais moleculares (2D). A descrição física das moléculas é alcançada usando Hamiltonianos modelos que levam em conta os efeitos de relaxamento da rede. A dinâmica das quasipartículas carregadas foi determinada simulando sua interação com um campo elétrico externo dependente do tempo. Os resultados obtidos contribuem para a compreensão teórica de sistemas altamente confinados e podem inspirar futuras pesquisas aplicadas na ciência dos materiais.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaOliveira Neto, Pedro Henrique deCassiano, Tiago de Sousa Araújo2025-07-02T16:12:49Z2025-07-02T16:12:49Z2025-07-022024-08-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCASSIANO, Tiago de Sousa Araújo. Properties of Charged Quasiparticles in Highly Confined Materials. 2024. 115 f., il. Tese (Doutorado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.http://repositorio.unb.br/handle/10482/52357enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-07-02T16:17:42Zoai:repositorio.unb.br:10482/52357Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-07-02T16:17:42Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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