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Previous issue date: 2015-04-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) / Nowadays, several efforts have been made by research groups around the physical
properties of the graphene in view of the possible technological applications of their
unique structural and electronic properties. The graphene comes as a fort candidate to
substitute the inorganic semiconductors.
Initially in this work, we made a description of the graphene crystal structure to
elucidate its nature. The electronic properties of this material are attractive due to
several analogies between the transport phenomena and other phenomena studied by
quantum electrodynamic as, for instance, Klein tunneling.
From the point of view of the tight-binding approximation, we obtained the dispersion
relation and the structure of the energy bands of the graphene, thus outlining its electronic
spectrum. Also,we indicated some curious results that demonstrate the atypical nature
of this material.
The main objective of this study was to analyze the behavior of the charge carriers
by the transfer matrix technique to obtain the numerical solution of transmissivity,
conductance and tunneling current density in the graphene. The transmissividade was
analyzed as function of the incident energy and of the angle of incidence for systems with
single and double potential barriers, emphasizing the effect of the variation of the gap
of energy. We also verified quantum oscillations due to Fabry -Pérot interference and
Klein tunneling - an unique property in the graphene. The insertion of the energy gap
generated the gap in the transmissivity curve, as well as resonant peaks that become
more sharper with the increment of that gap.
From the transmissivity results, we enlarged our understanding of the electronic properties
in relation to conductance and current density in the graphene. Such properties
are shown quite favorable the production of nanoelectronic devices of high performance.. / Atualmente, vários esforços tem sido empreendido por grupos de pesquisa em torno
das propriedades físicas do Grafeno devido as possíveis aplicações tecnológicas de suas
peculiares propriedades estruturais e eletrônicas. O Grafeno apresenta-se como um forte
candidato a substituir os semicondutores inorgânicos.Inicialmente neste trabalho, foi feita
uma descrição da estrutura cristalina do Grafeno, afim de elucidar sua natureza. As
propriedades eletrônicas deste material são atraentes devido a várias analogias entre os
fenômenos de transporte e outros fenômenos estudados pela eletrodinâmica quântica
como, por exemplo, o tunelamento Klein. Sob o ponto de vista da aproximação tightbinding,
obtivemos a relação de dispersão e a estrutura das bandas de energia do Grafeno,
esboçando assim seu espectro eletrônico. Apontamos ainda alguns resultados curiosos que
demonstram a natureza atípica deste material.
O objetivo principal deste trabalho foi analisar o comportamento dos portadores de
carga por meio da técnica da matriz de transferência para obtenção da solução numérica
da transmissividade, condutância e densidade de corrente de tunelamento no Grafeno.
A transmissividade foi analisada em função da energia incidente e do ângulo de incidência
para sistemas com barreiras de potencial simples e dupla, enfatizando o efeito da
variação da gap de energia. O sistema de barreira de potencial dupla apresenta grande
diferença em relação ao sistema de barreira simples nas curvas de transmissividade por
apresentarem níveis de energia ressonantes adicionais em razão de estados quase-ligados
na região do poço. Foram verificados ainda oscilações quânticas devido as interferências
Fabry-Pérot e o tunelamento de Klein - uma propriedade única no Grafeno. A inserção
de gap na energia causou o surgimento de gap na curva da transmissividade, bem como
picos ressonantes que ficam mais agudos com o acréscimo desse gap.
A partir dos resultados da transmissividade, ampliamos nossa compreensão das propriedades
eletrônicas em relação a condutância e a densidade de corrente noGrafeno. Tais
propriedades mostram-se bastante favoráveis a fabricação de dispositivos nanoeletrônicos
de alto desempenho.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7585 |
| Date | 29 April 2015 |
| Creators | Teixeira, José Dilson da Silva |
| Contributors | Bittencourt, Antonio Carlos Rodrigues |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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