En el presente trabajo se exponen las herramientas utilizadas en en estudio de la estructura de bandas del grafeno y nanoribbons de grafeno con condiciones de borde zigzag (ZGNR), armchair (AGNR) y barbados (bearded) dentro del modelo del enlace fuerte (tight-binding). El transporte electrónico en nanodispositivos de grafeno se describe dentro del formalismo de Landauer y Landauer-Büttiker, dentro de las cuales usamos como herramienta principal las funciones de Green. Consideramos que cada nanodispositivo se encuentra formado por el nanodispositivo conectado a contactos semi-infinitos ideales, reduciendo en estos casos el efecto de los contactos mediante el uso de las autoenergías que se calculan usando las funciones de Green de los contactos. Los contactos de los nanodispositivos se consideran formados por cadenas verticales, donde cada cadena interactúa con las cadenas paralelas y vecinas, esta propiedad permite utilizar el método recursivo de convergencia rápida para el cálculo de las funciones de Green de los contactos y el método de Decimación para el cálculo de la función de Green de los nanodispositivos. Evaluamos la estructura de bandas y la conductancia eléctrica de los nanoribbons de borde zigzag, borde armchair y borde bearded, encontrando que los nanoribbons ZGNR tienen comportamiento conductor, los nanoribbons AGNR tienen comportamiento semimetálico si M = (N + 1)=3 (con N número de dímeros por cadena unidad) es un número entero y en caso contrario los nanoribbons AGNR tienen comportamiento semiconductor donde el gap de energía prohibida E tiene relación inversa con el ancho del nanoribbons. Los nanoribbons de borde bearded tienen comportamiento conductor al igual que los nanoribbons ZGNR, en cambio los nanoribbons de borde mixto zigzag y bearded tienen comportamiento semiconductor, donde el gap de energía prohibida disminuye a medida que aumenta el ancho del nanoribbons. Analizamos también el transporte electrónico en nanoporos rectangulares en redes cuadradas y en redes de grafeno, calculando asi mismo el efecto sobre el transporte electrónico originadas por moléculas de diferentes configuraciones ubicadas en el centro de los nanoporos, los resultados muestran que las moléculas producen la presencia de resonancias y antiresonancias en diferentes valores de energía que son caracteristicos para cada tipo de molécula en el espectro de coeficientes de transmisión, estas resonancias y antiresonancias son evaluadas en términos de variación del coeficiente de transmisión.

Estudia las propiedades ópticas de un gas bidimensional de electrones asociados con las transiciones intrabandas. Se observa que las superredes con pozos de 150 Å y barreras de 10 Å, bajo el efecto de un voltaje aplicado entre 10 y 100 mV, emiten fotones con las frecuencias de 10, 70 y 210 THz. En superredes dimerizadas con pozos de 100 y 150 Å, emiten fotones de 20, 40 y 250 THz. En sistemas cristalinos bidimensionales tales como el grafeno, la molibdenita, el siliceno, el fosoforeno azul y otros, analizamos las propiedades electrónicas y térmicas usando la teoría de funcionales de densidad. Observamos que el grafeno tiene mejores propiedades térmicas comparados con el diamante y el grafito. Algunos cristales 2D tienen un gap directo. Desde la perspectiva del grafeno artificial, simulamos las propiedades electrónicas de un arreglo de antipuntos en una red hospedera que simula el fondo de la banda de conducción del GaAs. Observamos que la evolución de 8 estados centrales en la minibanda de bulk formada se comporta semejante a los estados de Dirac de una red hexagonal tipo panal de abeja. Finalmente, se analiza teóricamente la interacción electrón-fotón en el grafeno. Desde una aproximación perturbativa. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Partículas finas de óxido de hierro (P.F. FexOy) fueron obtenidas por el método de ablación laser para luego ser funcionalizadas con grafeno. Para la obtención de P.F. FexOy se usó un blanco de hierro al 99.9% de pureza; el cual fue colocado en una solución de agua ultrapura con polivinilpirrolidona (PVP) a una concentración de 0.04% [g/ml]. Sobre esta solución se incidió un láser de Nd/YA, Nanosecond Laser Quanta Ray, de longitud de onda de 532nm, potencia de 20W y un tiempo de ablación de 6h. El modo de focalización del láser fue “focal point” y para ello se utilizó una lente biconvexa de distancia focal de 5, 6 y 7.5cm. Para el estudio de la influencia de la P.F. FexOy sobre grafeno con campo magnético B y sin B, se utilizó la muestra correspondiente a la lente de 6cm de distancia focal, ya que los resultados por DLS Z potencial mostraron una distribución y tamaño menor de partícula uniforme promedio de 190.6 nm. La obtención del grafeno se hizo por exfoliación mecánica en un sustrato de óxido de silicio. Las muestras fueron caracterizadas por Espectroscopia Raman a diferentes potencias, separando los resultados en 3 sistemas de la siguiente forma: primero se midió espectros de un sustrato de óxido de silicio a diferentes potencias con un B de 3000G y sin campo magnético (sistema 1). Los resultados mostraron un aumento de intensidades cuando hubo interacción con el campo de 3000G. Luego se colocó las P.F. FexOy en el sustrato de óxido de silicio y todo el sistema se hizo interaccionar con campo magnético de 3000G (sistema 2) y se logró identificar las fases de óxido de hierro correspondiente a la magnetita (670 cm-1), maghemita (494 cm-1) y hematita (415,618 cm-1). Por otro lado, se determinó la obtención de la monocapa de grafeno, cuyas bandas G y 2D se localizaron a 1585 cm-1 y 2675 cm-1 respectivamente. Finalmente, fueron estudiadas las P.F. FexOy en grafeno ante la presencia de un campo magnético y sin campo (sistema 3), en función de la potencia del láser. / Tesis