ESTUDOS TEÓRICO E EXPERIMENTAL DE NANOFITAS
DE GRAFENO
Neste trabalho, apresentamos um estudo teórico das estruturas atômica e
eletrônica, com e sem campos elétricos externos aplicados, e das propriedades de
transporte quântico de nanofitas de grafeno com bordas armchair e zigzag e de
vários tamanhos. Empregamos métodos semi-empíricos de química quântica para
o estudo das estruturas atômica e eletrônica e o formalismo de Landauer-Büttiker
e da Função de Green de Não-Equilíbrio para a simulação do transporte quântico
das nanofitas. Obtivemos as geometrias de equilíbrio, densidades de estados,
orbitais moleculares e suas distribuições de carga, cargas atômicas, gap’s de
energia HOMO-LUMO, momentos de dipolo elétrico, transmitâncias quânticas,
curvas de intensidade de corrente versus voltagem e curvas de condutância versus
voltagem. Dos resultados de estrutura atômica e eletrônica incluindo a aplicação
de campo elétrico externo, extraímos as constantes elásticas e as polarizabilidades
elétricas das nanofitas. Aparentemente, existe uma transição de fase eletrônica
associada à variação de dimensões das nanofitas que se traduz por um
comportamento anômalo do gap HOMO-LUMO. O campo elétrico externo tende a
deformar as nanofitas e a provocar polarizações elétricas que podem interferir nas
propriedades estruturais e de transporte de dispositivos eletrônicos baseados em
nanofitas de grafeno. As transmitâncias eletrônicas, e consequentemente as
condutâncias, das nanofitas com bordas zigzag são maiores que as das com
bordas armchair e tendem a diminuir com o aumento de suas dimensões. Também
foi realizado um estudo experimental destinado à obtenção de flocos de grafeno
por meio de uma rota sintética química. As amostras obtidas foram analisadas por
espectroscopia na região do ultravioleta-visível e na região do infravermelho, por
espalhamento Raman e por microscopia de força atômica.