Junções e Anéis Tipo Y de Nanotubos de Carbonbo

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

Nanotubos de carbono são moléculas cilíndricas que apresentam propriedades mecânicas e eletrônicas bastante interessantes e podem ser descritos como uma folha de grafeno enrolada em forma de tubo. Dependendo apenas dos detalhes de sua geometria, estes sistemas apresentam caráter metálico ou semicondutor e são fortes candidatos a atuar como condutores quasi-unidimensionais. Baseados em medidas experimentais recentes que evidenciam a sintetizaçãoo e produção em grande escala de junções de nanotubos de carbono em forma de Y, X e T, analisamos as propriedades eletrônicas de uma família de junções do tipo Y [junção Y]. Propomos também a possibilidade de acoplar duas junções Y gerando um tipo de estrutura anelar com dois terminais de nanotubos semi-infinitos acoplados ao anel que atuam como contatos metálicos. Mostramos que essas sistemas carbono-moleculares idealizadas são estruturalmente estáveis sob variação de temperatura, utilizando para isso uma simulação de Monte-Carlo com o potencial interatômico empírico de Tersoff para átomos de carbono. Em seguida estudamos propriedades eletrônicas dessas estruturas e mostramos a relação direta com a geometria e os defeitos topológicos. Estruturas do tipo Y de muitos terminais e sistemas anelares oferecem novas possibilidades de manipular o transporte eletrônico e de gerar dispositivos eletrônicos em escala nanométrica usando apenas nanotubos de carbono. Utilizamos o formalismo de funções de Green baseado num esquema de renormalização no espaçoo real, a partir de um Hamiltoniano tight-binding de banda única, isto é, utilizando apenas o orbital . Obtemos resultados para a condutãncia e a densidade de estados local desses sistemas e comparamos com os obtidos para estruturas puramente unidimensionais. Mostramos que o tamanho e/ou o raio dos ramos da junção e do anel Y, tem papel fundamental no transporte eletrônico. Exploramos portanto a possibilidade de ocorrência das interferências quãnticas destrutivas e construtivas que podem ser manipuladas através de parâmetros geométricos de diferentes estruturas de carbono.

ASSUNTO(S)

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