Dissertação

Plasmonics in two-dimensional materials: a wave-kinetic description EVALUATED

A plasmónica de grafeno é um tema excitante de investigação hoje em dia, não apenas devido ao seu potencial para produzir avanços tecnológicos, mas também por servir de teste a nova física. Assim, de modo a considerar a natureza quântica dos portadores de carga, construímos um modelo baseado no formalismo cinético, partindo de uma equação de Schrödinger para o campo médio de eletrões e buracos. A equação de movimento para os componentes da matriz de Wigner é derivada de primeiros princípios, levando-nos a um conjunto fechado de equações conhecido como modelo de Wigner-Poisson. Para grandes comprimentos de onda, recuperamos a relação de dispersão esperada para os plasmões em grafeno. Depois, as equações da hidrodinâmica são também obtidas, tomando os momentos da equação cinética, e cujos resultados convergem, no limite clássico, para o esperado para um fluido de Dirac. As equações obtidas são comparadas com o caso parabólico, com o termo cinético usual $\xi (\bm p) = \bm{p}^2/2m$, e as principais diferenças são sublinhadas. Além disso, damos expressões analíticas para a massa efetiva dos campos hidrodinâmicos, resultante da comparação entre velocidade e momento de fluido. Por fim, voltamos à equação cinética para descrever uma instabilidade num sistema de duas placas de grafeno separadas. Encontramos soluções instáveis, com taxas de crescimento até 20 THz para condições experimentais realistas.
Plasmónica em Grafeno, Quasi-partículas, Teoria cinética, Formalismo de Wigner, Hidrodinâmica

Janeiro 12, 2021, 14:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Hugo Fernando Santos Terças

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

João Pedro Saraiva Bizarro

Departamento de Física (DF)

Professor Associado