PROPIEDADES ELECTRÓNICAS Y DE TRANSPORTE DE SISTEMAS NANOMÉTRICOS BASADOS EN CARBONO

Abstract

El tema general de esta tesis es el estudio teórico de las propiedades electrónicas y de transporte en sistemas manométricos. Estos sistemas físicos, en los cuales los electrones están confinados espacialmente a dimensiones nanométricas tales como puntos cuánticos, anillos cuánticos, nanohilos, nanotubos, heterojunturas, etc. han provocado una importante revolución científica y tecnológica en las últimas décadas. Ejemplos de estos sistemas manométricos son las cintas finitas de grafeno (GNRs) y los nanotubos de carbono (CNTs). Estos sistemas basados en el carbón, presentan un confinamiento cuasi-unidimensional. Además, poseen propiedades electrónicas y mecánicas únicas, las cuales podrían ser utilizadas en el desarrollo de aplicaciones científicas y nanotecnológicas. El comportamiento electrónico de estos sistemas depende directamente de las características geométricas de su confinamiento espacial. Los CNT pueden comportarse tanto como metales o como semiconductores dependiendo del diámetro y de su quiralidad, mientras que las propiedades electrónicas y de transporte de los GNRs dependen fuertemente de los efectos de. borde. Estas propiedades electrónicas pueden ser modificadas controladamente a través de la interacción de estos sistemas con campos y potenciales externos. En esta tesis se estudiaron las propiedades electrónicas y de transporte de CNT, GNRs y heterostructuras basadas en estos sistema bajo la interacción de campos y potenciales externos, considerando distintos tipos y configuraciones geométricas de perturbaciones externas. La motivación principal de este estudio está en la posibilidad de manipular las propiedades electrónicas y de transporte de estos sistemas, condición fundamental para el desarrollo de nuevas aplicaciones tecnológicas. Se consideraron distintos sistemas basados en CNTS y GNRs, tales como: junturas simples y puntos cuánticos de CNTs, cavidades electrónicas y defectos en GNRs. Finalmente y debido al gran interés en buscar nuevas aplicaciones a estas nanoestructuras, se estudiarán las propiedades electrónicas y de transporte de GNRs en presencia de moléculas orgánicas adheridas a los bordes de las cintas. Las propiedades electrónicas de estos sistemas fueron calculadas usando el formalismo de las funciones de Green en la aproximación de enlace fuerte, adoptando técnicas de cálculo analíticas y numéricas. Algunas de las propiedades electrónicas que se calcularon en este trabajo son: Espectros de energía electrónica, densidad de estados electrónicos (LDOS), conductancia electrónica y el comportamiento de la corriente eléctrica en estos sistemas usando el formalismo de Landauer.