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Estudos do transporte em nanoestruturas moleculares quasi unidimensionais a partir de experimentos e modelos teóricos
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/772184
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Pichler, Thomas | - |
| Autor(es): dc.contributor | CPF:61768000922 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Latgé, Andréa Brito | - |
| Autor(es): dc.contributor | CPF:63853710778 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4790329H8 | - |
| Autor(es): dc.creator | Grimm, Daniel | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-07-11T18:31:27Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-07-11T18:31:27Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-03-10 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2009-11-27 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-03-10 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://app.uff.br/riuff/handle/1/17282 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/772184 | - |
| Descrição: dc.description | This thesis comprises detailed experimental and theoretical investigations of the transport properties of one-dimensional nanostructures. Most of the work is dedicated to the exploration of the fascinating effects occurring in single wall carbonnanotubes (SWCNT). These particular nanostructures gained an overwhelming interest in the past two decades due to its outstanding electronic and mechanical features. The experimental work was carried out at the IFW Dresden, whereas the theoretical part was performed in the framework of the Brazilian-German research project ProBral. We have investigated the properties of a novel family of carbon nanostructures, named here as Y-shaped rings. The studies show that they present very interesting quantum interference effects. A high structural stability under tensile strain and elevated temperatures is observed. Within the semi-classical potential adopted, the critical strain values of structure rupture lie in the same range of their pristine SWCNT counterparts. This is directly verified by the first observations of these ringlike structures in a transmission electron microscopy. A merging process of asymmetric into symmetric rings is investigated in-situ under electron beam irradiation at high temperatures. The electronic properties of these systems are theoretically studied using Monte Carlo simulations and environment dependent tight-binding calculations. From our results, we address the possibility of double-slit like interference processes of counter-propagating electron waves in the ring-like structures. The nature of well defined, sharp peaks in the density of states are determined as the discrete eigenenergies of the central loop part. Furthermore, the formation and dispersion of standing waves inside the ring is shown to originate from the quantum-dotlike confinement of each branch between the leads. The obtained dispersion relation is shown to be the same occurring in purely one-dimensional quantum dots of similar geometries. Furthermore, Fabry-Perot-like interferences are observed.We established at the IFW a bottom-up processing route to fabricate nanotube based electronic devices. The SWCNTs are grown by chemical vapor deposition and we present a detailed study of the different approaches to obtain individual nanotubes suitable for a successful integration into electronic devices. Wet-chemistry and ultra-thin films as well as ferritin were employed as catalyst particles in the growth of SWCNT samples. By adjusting the optimized process parameters, we can control the obtained yield from thick nanotube forests down to just a couple of free-standing individual SWCNTs. The nanotubes are localized, contacted by standard e-beam lithography and characterized at ambient- as well as liquid helium temperatures. We usually obtain quite transparent contacts and the devices exhibit metallic or a mixed metallic/semiconducting behavior. The well-known memory effect upon gate voltage sweeping as well as single electron tunneling in the Coulomb blockade regime are addressed. | - |
| Descrição: dc.description | Nesta tese apresentamos resultados de investigações detalhadas, teóricas e experimentais, de propriedades de transporte de nanoestruturas quasi-uni-dimensionais. A maior parte do trabalho é dedicada à busca de efeitos interessantes que ocorrem em nanotubos de paredes únicas (SWCNTs). Tais nanoestruturas tiveram interesse crescente nas últimas duas décadas devido as suas características eletrônicas e mecânicas, consideradas bastante peculiares e promissoras. Todas as medidas experimentais foram realizadas no IFW Dresden, enquanto a parte teórica foi desenvolvida no âmbito do projeto de cooperação internacional, Brasil-Alemanha (ProBral ). Investigamos as propriedades de uma nova família de nanoestruturas de carbono, denominadas aqui de anéis em forma de Y. Os estudos mostram que elas apresentam efeitos de interferências quânticas bastante interessantes. Foi observado uma estabilidade acentuada destes sistemas quando submetidos a tensão e à altas temperaturas. A estabilidade desses sistemas do tipo anéis foi verificada pela primeira vez em medidas de microscopia de transmissão eletrônica. Investigações experimentais in-situ foram feitas e reportaram processos de transformações de anéis assimétricos em anéis simétricos quando submetidos à radiações de feixe eletrônico controladas e à altas temperaturas. Propriedades eletrônicas desses sistemas foram estudadas usando-se simulações de Monte Carlo e cálculos do tipo "Tight Binding" dependentes das configurações vizinhas locais. A partir de nossos resultados, propusemos a possibilidade de observar processos de interferência na propagação de elétrons nestas estruturas anelares do tipo os anéis em forma de Y. A natureza bem definida dos picos encontrados nas densidades de estados locais e globais foi determinada e relacionada com os auto-estados de energia da parte central dos laços estruturais. Além disso, mostramos que a formação e dispersão de ondas estacionárias nos anéis, tem como origem o confinamento do tipo ponto quântico que se manifesta em cada um dos ramos que formam os anéis entre os contatos. Estabelecemos no IFW uma rota de processo do tipo "bottom-up" para fabricar nanotubos, baseada em dispositivos eletrônicos. Os SWCNTs são crescidos por deposição química de vapor e apresentamos um estudo detalhado de diferentes processos utilizados na obtenção de nanotubos individuais, adequados para uma integração bem sucedida em dispositivos eletrônicos. O controle da produção de largas florestas de tubos finos até um par de SWCNTs individuais suspensos a partir da otimização dos parâmetros dos processos foi alcançado. Os nanotubos são localizados e contatados a partir de litografias padronizadas utilizando-se feixes eletrônicos e caracterizadas tanto à temperatura ambiente quanto a 4K. Usualmente obtemos contatos muito transparentes e os dispositivos exibem comportamentos metálicos ou misturas de comportamentos metálicos e semicondutores. O conhecido efeito de memória mediante variação do valor da voltagem de porta, bem como o tunelamento de elétrons individuais no regime de Coulomb blockade são discutidos. | - |
| Formato: dc.format | application/zip | - |
| Formato: dc.format | application/octet-stream | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Programa de Pós-graduação em Física | - |
| Publicador: dc.publisher | Física | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Direitos: dc.rights | CC-BY-SA | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Nanotubos de carbono | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Nanoestrutura | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | - |
| Título: dc.title | Estudos do transporte em nanoestruturas moleculares quasi unidimensionais a partir de experimentos e modelos teóricos | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | Tese | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF | |
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