Efeitos da Largura em Nanofitas de Grafeno Empilhadas
Quasipartículas, polarons, bicamada, armchair, grafeno, nanofitas.
O recente progresso na nanoeletrônica sugere que o empilhamento de nanofitas de grafeno do tipo armchair (AGNRs), formando sistemas bicamada, gera materiais com propriedades emergentes de quasipartículas. Nesse contexto, a largura dessas nanofitas é particularmente relevante. No entanto, o seu efeito sobre os portadores de carga ainda não é totalmente compreendido. Neste trabalho, investigamos o efeito da largura das nanofitas e da interação entre elas nos estados de polarons, utilizando um Hamiltoniano semiquântico que acopla as interações eletrônicas e de rede. Os resultados mostram o surgimento de dois tipos de polarons: não simétrico e simétrico. O acoplamento entre camadas necessário para induzir a transição entre esses estados depende da largura das nanofitas, sendo, no caso mais extremo, aproximadamente 174 meV. Propriedades eletrônicas como o limiar de acoplamento que induz a transição, o tamanho do portador de carga e o gap (LUMO - HOMO) respeitam a regra de classificação em famílias pela largura 3p, 3p+1 e 3p+2 das AGNRs. As descobertas monstram que uma forte interação entre camadas deslocaliza os portadores e reduz o gap em até 0,6 eV. Além disso, verificou-se que algumas camadas são mais propensas a compartilhar carga, sugerindo a possibilidade de que em um empilhamento heterogêneo um caminho eletrônico específico é favorecido. Os resultados apresentam uma perspectiva promissora para a integração desses sistemas bicamadas de AGNRs em futuras aplicações em nanoeletrônica.