Estudo das Propriedades Eletrônicas de Nanotubos de Carbono e Grafeno Utilizando Modelos Relativísticos

Resumo

Esse projeto de mestrado tem como objetivo aplicar os modelos efetivos baseados em teoria quântica de campos, desenvolvidos pelo nosso grupo em trabalhos recentes, ao estudo das propriedades eletrônicas dos nanotubos de carbono e do grafeno.A primeira etapa desse projeto será extender para sistemas com temperatura e densidade finitas o formalismo já desenvolvido, onde será estudada a dependência da geração dinâmica de gap em função da temperatura e do potencial químico, tanto nos nanotubos de carbono como nas nanofaixas de grafeno. Outro aspecto que abordaremos, é a relação entre a função trabalho e o gap, para nanotubos de carbono e grafeno dopados, relacionando a concentração de impurezas com mudança no nível de Fermi. Neste projeto estudaremos também a contribuição dos excitons e da interação elétron-buraco para as propriedades eletrônicas dos nanotubos de carbono e do grafeno. Já é conhecido que as interações elétron-buraco são fundamentais para entender-se o comportamento da condutividade no grafeno. Pretendemos resolver a equação de Bethe-Salpeter na superfície dos nanotubos de carbono e no grafeno, para obter os estados ligados elétron-buraco, além disso introduziremos a interação elétron-buraco no computo do tensor de polarização do fóton que leva ao cálculo da condutividade. Temos também a intenção de relacionar os modelos efetivos baseados em teoria quântica de campos com os modelos tradicionais e bem estabelecidos da física da matéria condensada, como o tight-binding e o modelo de Hubbard.