Dissertação

Twisted bilayer graphene - electronic and optical properties EVALUATED

O estudo das propriedades das heteroestruturas de van der Waals é um tópico de investigação recente em física da matéria condensada, com enorme potencial [1-3] mas ainda numa fase inicial. Nesta dissertação, o foco está na descrição teórica de um dos amontoamentos mais simples, a bicamada de grafeno rodada, que pode ser vista como um dos constituintes fundamentais em empilhamentos mais complexos. Começa-se por reproduzir uma teoria a uma partícula, baseada num modelo contínuo de baixa energia, para os estados eletrónicos deste material; a determinação dos perfis da densidade de estados e da densidade de portadores de carga segue-se imediatamente. Depois, prossegue-se para o estudo das propriedades óticas, nomeadamente a condutividade ótica (no contexto da teoria da resposta linear) e o espectro dos plasmões-polaritões de superfície no grafeno (usando um tratamento semi-clássico). Por fim, os efeitos das interações eletrão-eletrão são investigados, em particular o termo corretivo de auto-energia para a renormalização das bandas devido ao potencial repulsivo de Coulomb de longo alcance (blindado). Neste trabalho, alcançou-se um profundo entendimento dos mais recentes modelos efetivos semi-analíticos e das suas particularidades. Quanto aos cálculos da condutividade ótica, verificou-se que os resultados são compatíveis com a literatura e discutiram-se ainda as implementações numéricas, introduzindo-se um novo método eficaz para calcular a condutividade de Drude. Obtiveram-se também resultados originais para a resposta plasmónica deste sistema. Relativamente aos efeitos das interações eletrão-eletrão, embora não se tenha conseguido preencher esta lacuna na literatura, apresentou-se uma discussão sobre como abordar, em trabalhos futuros, as dificuldades encontradas.
bicamada de grafeno rodada, modelo contínuo de baixa energia, condutividade ótica, plasmões-polaritões de superfície, auto-energia

Março 2, 2017, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Eduardo Filipe Vieira de Castro

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Nuno Miguel Reis Peres

Universidade do Minho

Professor Catedratico