PROPRIEDADES ELETRÔNICAS E DE TRANSPORTE EM NANOFITAS DE GRAFENO COM BORDAS DE ARRANJOS COMPLEXOS

Abstract

RESUMO: Neste trabalho, foram feitas simulações computacionais para se determinar as proprieda-des eletrônicas e de transporte em nanofitas de grafeno com bordas de geometria complexa. Quanto à estrutura eletrônica as simulações se basearam no método Tight Binding, utilizando ainda um Hamiltoniano de Hubbard que acrescenta ao Hamiltoniano do sistema um parâmetro on site de repulsão eletrônica. Os cálculos referentes ao transporte eletrônico foram obtidos por meio das funções de Green via formalismo de Landauer - Büttiker. Observamos que as propriedades eletrônicas e de transporte da estrutura estudada, que chamamos de RGNW do inglês reflected graphene nanowiggles ou nanofitas de grafeno de bordas sinuosas refletidas, possuem forte dependência com a sua geometria e configuração magnética. Esta dependência é caracterizada por bandas de energia com um gap variável, níveis eletrônicos degenerados ou não com relação ao spin e diferenças acentuadas nas bandas associadas às densidades de spin estudadas. Além disso, observamos esta dependência no perfil da condutância para cada um dos sistemas. Nós focamos nossa investigação nas bandas próximas ao Nível de Fermi, uma vez que é bem conhecido da literatura que para este limite o método Tight Binding tem boa concordância com métodos mais sofisticados. Propomos que, por conta desta variação na es-trutura eletrônica e transporte, podemos pensar em aplicar tais sistemas em nanoeletrônica e spintrônica, uma vez que podemos controlar as propriedades do sistema através de sua configu-ração magnética, idealizando uma chave de circuito por exemplo. Constatamos também que a configuração antiferromagnética é a mais estável. ABSTRACT: In this work, we employed computational simulations to determine the eletronic structure and transport properties in graphene nanoribbons with edges of complex geometry. The ele-tronic structure simulations were based in the Tight-Binding method, including a Hubbard Ha-miltonian which add to Hamiltonian of the system a on site repulsion parameter. The transport calculations were performed using Green functions in combination with Landauer-Büttiker for-malism. We observe that the eletronic and transport properties of the studied structure, which we call RGNW - Reflected Graphene Nanowiggles, has strong dependence with the geometry and magnetic configuration. This dependence is featured for energy bands with variable gap, degenerete eletronic levels or not with relation to spin and marked differences in the bands associated to studied spin density. Moreover, we observe this dependence in the conductance profile to each one of the systems. We focus our investigation in the bands close to the Fermi level, since it is well known in the literature that to this limit, the Tight-Binding method shows good agreement with more sofisticate methods. We propose that, by this variation in the ele-tronic structure and transport, we can propose the application of this systems in nanoeletronics and spintronics, since we can control the properties of the system through of the magnetic con-figuration, idealizing a circuit switch, for example. We also found that the antiferromagnet configuration is the most stable.