Abstract:
RESUMO: O carbono é um dos elementos mais abundantes na natureza. As diferentes hibridizações possíveis para o carbono permitem que ele forme materiais distintos com uma variedade de
dimensões, o que é uma característica fortemente relacionada às propriedades eletrônicas do
átomo de carbono. Como as propriedades desses materiais `a base de carbono estão diretamente
relacionadas às suas estruturas atômicas, é necessário um profundo entendimento da relação
entre essas duas características. Portanto, isso tem motivado a investigação de muitos materiais
bidimensionais (além do grafeno, que é um semicondutor de gap zero), tais como graphenylene,
phagraphene, haecklites, etc. Logo, considerando a ideia de sistemas de carbono com
hibridização sp2 e com uma unidade estrutural diferente da do grafeno, como o graphenylene
por exemplo, propomos neste trabalho investigar um sistema bidimensional onde a unidade
estrutural é um grupo naftil. De acordo com o modo como estas unidades de naftil estão dispostas
na estrutura, podemos ter duas redes 2D diferentes. Nomeamos o primeiro sistema como
naphthylene-α, e o segundo como naphthylene-β. Além de estudarmos esses sistemas bidimensionais,
também investigamos as propriedades eletrôinicas de diferentes famílias de nanofitas
que podem ser construídas a partir desses sistemas 2D. Todos os cálculos foram realizados
utilizando a Teoria do Funcional da Densidade por meio do código SIESTA. Nossos estudos
mostram que a maioria dos sistemas investigados apresenta um comportamento metálico, e os
estados próximos ao nível de Fermi não são estados de borda como nas nanofitas de grafeno,
mas são distribuídos ao longo de toda a estrutura.
ABSTRACT: Carbon is one of the most abundant elements in nature. The different hybridizations allowed
for carbon enable it to form distinct materials with a variety of dimensions, which is a
feature strongly related to the electronic properties of the carbon materials. Since the properties
of these carbon-based materials are directly related to their atomic structures, it is needed
a deep understanding of the relationship between these two features. Therefore, such electronic
features has motivated the investigation of many two-dimensional materials (beyond graphene,
which is a zero gap semiconductor), such as graphenylene, phagraphene, haecklites, and others.
Therefore, considering the idea of sp2 carbon systems with a structural unit different from that
of graphene, such as graphenylene, we propose in this work a hypothetical 2D-system where
the structural unit is a naphthyl group. According to the way these naphthyl units are arranged
in the structure, we can build two different 2D-networks. We named the first one as
naphthylene-α, and the second one as naphthylene-β. Besides performing calculations on these
two-dimensional systems, we also proposed and investigated the electronic properties of different
families of nanoribbons that can be constructed from these 2D-systems. All calculations
were performed using Density Functional Theory as implemented in the SIESTA code. Our
study shows that most of the investigated systems present a metallic behavior, and the states
close to the Fermi level are not edge states as in graphene nanoribbons, but rather they are
distributed over the internal regions of the structures.
