Propiedades electrónicas de las nanoestructuras basadas en carbono
1. Propiedades electrónicas de las
nanoestructuras basadas en carbono
Ender Araujo
abril de 2012
Grupo de Química Teórica. QUIFFIS - ULA.
Laboratorio de Hardware. Cenditel.
2. Índice
1. Alotropías del carbono
2. Propiedades electrónicas del grafeno
3. Propiedades electrónicas de los nanotubos
4. Aplicaciones
5. Referencias
11. Espacio real
Dispersión de energía
Espacio recíproco k
Zona de Brilloiun
12. Los tres primeros vectores mas cercanos (en el espacio real)
Los seis segundos vectores mas cercanos
13. El hamiltoniano Tight-binding para los electrones en el
grafeno, considerando que los electrones pueden saltar hacia
sus los átomos vecinos cercanos, posee la forma:
donde, ai,σ (a†i,σ ) son los operadores de creación y
destrucción de un electrón con espín σ(σ = ↑,↓), en la
región Ri en un sublattice A (Una definición equivalente e la
utilizada en el sublattice B).t (~2.8eV).
14. Las bandas de energía, de éste hamiltoniano
t‘ no es bien conocido, pero cálculos ab initio (Reich
et. Al 2002), encontraron
lo cual depende de la parametrización TB
15. Estructura de bandas electrónicas del grafeno
Espectro de energía (en unidades de t) para valores finitos
de t y t’, con t = 2.7 eV y t’ = -0.2 t.
21. Grafeno
ALGUNAS PROPIEDADES:
• Alta conductividad eléctrica y térmica
• Alta elasticidad y dureza
• Resistencia(200 veces mayor que el acero)
• Es tan ligero como la fibra de carbono, pero
mas flexible
• Menor efecto Joule, se calienta menos al
conducir electrones.
ALGUNAS APLICACIONES:
• Recubrimiento para evitar corrosión.
• Fibras sintéticas mas duras que el Kevlar.
• Transistores (FET), IBM 300 GHz sept 2010
24. Referencias
1. A. Neto, F. Guinea, N. Peres, K. Novoselov
and K. Geim. The electronic properties of
graphene. Rev. Mod. Phys. 81, 2009.
2. K. Ghosh. Electronic Band Structure of
Carbon Nanotubes. Stanford University,
seminar 2005.
3. H. Min. Electronic Structure of Graphene.
Texas University, seminar 2006.