Estudo dos efeitos de muitos corpos nas transições ópticas de nanotubos de carbono através de espectroscopia Raman ressonante
AUTOR(ES)
Paulo Antonio Trindade Araujo
DATA DE PUBLICAÇÃO
2006
RESUMO
Utilizamos Espectroscopia Raman ressonante como uma ferramenta para estudar nanotubos de carbono alinhados verticalmente. Através de padrões de ressonância dos espectros obtidos a partir de diversas linhas de laser montamos um gráfico de Kataura experimental que cobre uma ampla região de diâmetros (0,7 a 2,3 nm) e energias de transição (1,26 a 2,71 eV). Conseguimos estabelecer experimentalmente as energias de transição (Eii) e as freqüências do modo radial de respiração (wRBM) para 94 nanotubos, sendo 21 nanotubos metálicos e 73 nanotubos semicondutores. Utilizando o par (Eii, wRBM), atribuímos índices (n,m) aos 94 nanotubos de carbono. A partir dos índices (n,m) atribuídos, obtivemos os diâmetros para os 94 nanotubos e assim, estabelecemos uma relação entre wRBM e dt data por: wRBM (cm-1) = 219/dt (nm) + 15. Verificamos também, que os efeitos de muitos corpos não acontecem com a mesma intensidade para todas as energias de transição dos nanotubos. Observamos que as energias de transição ES11 e ES22 e as energias ES33 e ES44 desviam de maneiras distintas da previsão teórica feita pelo método tight binding simple. Isto ocorre porque os estados excitônicos para ES11 e ES22 estão no gap de energia do nanotubo, enquanto os estados excitônicos para ES33 e ES44 estão no contínuo da densidade eletrônica de estados. O contínuo da densidade eletrônica de estados blinda a interação elétron-buraco para os níveis ES33 e ES44 diminuindo assim o efeito excitônico associado a estes níveis de mais alta energia. De fato, verificamos que estas energias de transição, quando corrigidas por um modelo de uma lei de escala, obedeçam a leis de escala diferentes. Confirmamos experimentalmente, que as interações elétron-fônon ocorrem com intensidades diferentes, de acordo com a quiralidade do tubo, sendo mais intensos para nanotubos zig-zag que para nanotubos armchair.
ASSUNTO(S)
semicondutores espectroscopia raman ressonante nanotubo de carbono
ACESSO AO ARTIGO
http://hdl.handle.net/1843/IACO-6W9LPGDocumentos Relacionados
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