Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Excitações coletivas e de partícula independente em fios quânticos acoplados baseados em grafeno
CESAR ENRIQUE PEREZ VILLEGAS
TESE
26/04/2013

Nesta tese estudamos teoricamente as propriedades de partícula independente e de quase-partículas em nanoestruturas de grafeno formadas por barreiras elétricas e magnéticas (guias de onda e anéis quânticos), bem como em nanoestruturas manufaturadas (fitas armchair). Discutimos os efeitos que a variação de parâmetros tais como: i) gap induzido, ii) intensidade das barreiras, iii) largura da nanoestrutura e iv) dopagem, têm sobre as propriedades eletrônicas do sistema. Nossos resultados mostram a presença de estados confinados e estendidos nestas estruturas. Porém, a indução de um gap de energia permitiria suprimir os eventuais estados estendidos do sistema. Mostramos também que a variação adiabática da largura e da intensidade das barreiras magnéticas numa guia de onda permitiria controlar o fluxo de corrente ao longo da guia, com o qual é possível acelerar, desacelerar e inclusive deter o fluxo de corrente. Em anéis quânticos identificamos até sete tipos de estados e estudamos as transições de energia permitidas como uma função do potencial aplicado e gap induzido pelo substrato. Estudamos também as excitações coletivas em nanoestruturas formadas por duas fitas de grafeno paralelas com bordas mistas e bordas armchair que estão separadas por uma distância L. Nestas estruturas, encontramos a presença de modos de energia em fase (plasmon óptico) e fora de fase (plasmon acústico). Nossos resultados mostram que o incremento do gap induzido pelo substrato reduz a intensidade de energia dos plasmons. Estudamos também nanofitas armchair metálicas dopadas e não dopadas. Para o caso não dopado, uma forte dependência da energia do plasmon com a largura da fita é observada. Através do cálculo da função dielétrica estática, para fitas dopadas, observamos a ausência da divergência logarítmica para q = 2kF , principal caraterística dos sistemas quase-unidimensionais. Finalmente estudamos um modelo de duas subbandas onde encontramos que o modo intra-intersubbanda é mais robusto diante as eventuais variações da densidade de carga, enquanto que o modo inter-intrasubbanda se modifica drasticamente.

Plasmon optico; Armchair
In this thesis we theoretically study the single-particle and collective excitations in graphene-based nanostructures formed by the application of electric-magnetic barriers (waveguides and quantum rings) and patterning the graphene edges (armchair nanoribbons). We discuss the eects that the variation of parameters such as: i) induced gap, ii) barrier intensity, iii) nanostructure width and iv) doping, might have over the electronic properties of the system. Our results shown the presence of con ned and extended states in this structures. Moreover, by inducing an energy gap, it is possible to suppress the extended states. We also show that through the adiabatic variation of both the barrier intensity and the nanostructure width, it is possible to control the current ux along the nanostructure and thus, one might be able to accelerate, decelerate and even stop the ux of current. In quantum rings, we identify up to seven kind of states and study their allowed energy transitions as a function of the applied potential and substrate-induced gap. Concerning the collective excitations, we study the plasmons modes of double parallel metallic armchair graphene nanoribbons (AGNRs) separated a distance Lb. In this structures we nd the presence of in-phase energy mode (optical plasmon) and out-phase energy mode (acoustical plasmon). Our results show that as the substrate-induced gap increases, the plasmon intensity in the nanostructure reduces. By studying the undoped case, we observed a strong dependence of the plasmon mode with the nanostructure width. Indeed, through the static dielectric function, we found the absence of the logarithmic divergence at q = 2kF , main feature of quasi-one-dimensional electron systems. We also study the influence of the distance Lb and the carrier densities over the out-phase and in-phase plasmon modes. Finally we address a two subband model, where we nd a strong in influence of doping over the in-phase plasmon mode, whereas the intra-intersubband mode remains robust.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

FÍSICA
SISTEMAS ATÔMICOS, MOLECULARES, ÓPTICOS E CONDENSADOS
PROPRIEDADES SPINTRÔNICAS DE ELÉTRONS CONFINADOS A TOPOLOGIAS ULTRA-REDUZIDAS

Banca Examinadora

MARCOS ROBERTO DA SILVA TAVARES
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
VALMIR ANTONIO CHITTA Participante Externo
EUZI CONCEICAO FERNANDES DA SILVA Participante Externo
HAI GUOQIANG Participante Externo
VICTOR LOPEZ RICHARD Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 4
FUNDACAO DE AMPARO A PESQUISA DO ESTADO DE SAO PAULO - Bolsa de Doutorado 40

Vínculo

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Não