Inter-electronic Interaction in Graphene Nanoribbons
Gal Ross, Jaime Ferrer (tutor) y Amador García Fuente (tutor). Universidad de Oviedo
A lo largo de las últimas dos décadas el grafeno se ha convertido en uno de los focos principales de investigación y estudio en el área de la materia condensada. Sus características especiales y la aparición de fenómenos cuánticos a temperaturas elevadas han propulsado la investigación en este sector, llevando tanto al descubrimiento de nuevos materiales con comportamiento similar como al diseño de nuevas tecnologías. Sin embargo, hoy en día sigue habiendo algunos aspectos del grafeno sin una completa descripción teórica y experimental.
Mientras que el grafeno ideal, sin bordes ni defectos, sería un semimetal diamagnético, en el caso real y en los casos de nanoestructuras de grafeno, la situación no es así. La existencia de bordes da lugar a la aparición de estados de borde y momentos magnéticos localizados, abriendo la posibilidad de tener fenómenos exóticos como el Efecto Hall Cuántico o el Efecto Hall Cuántico de Espín. El concepto de estado de borde indica que un autoestado propio del Hamiltoniano está localizado en los átomos del borde del sólido. Como se ha mostrado teóricamente y experimentalmente, dichos estados componen la mayor parte de los estados de baja energía en nano-cintas de grafeno por lo que su estudio y análisis involucra una detallada descripción de los gaps de coulomb. Sin embargo, su modelación no es nada trivial, haciendose necesario el uso de modelos específicos que se resuelven con métodos de teoría cuántica de campos.
En este informe presentamos nuestro estudio preliminar de la estructura de estados de baja energía en nanocintas de grafeno utilizando un método basado en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) mediante la implementación del paquete SIESTA. Este estudio nos permitirá en un segundo paso incluir correcciones de teoría cuántica de campos en la aproximación GW. También utilizaremos un método de cargas-imagen para incluir los efectos de un substrato sobre las energías de los estados de borde.
(Resumen completo: Gal Ross)