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Tipo: Tese
Título: Efeitos de strain nos espectros de energias do grafeno e das redes de Lieb e Kagome calculados via aproximação tight-binding
Autor(es): Lima, Wellisson Pires
Orientador: Pereira Júnior, João Milton
Coorientador: Costa, Diego Rabelo da
Palavras-chave: Propriedades eletrônicas;Tensão uniaxial;Tensão de cisalhamento;Rede de Lieb;Rede de Kagome
Data do documento: 2020
Citação: LIMA, W. P. Efeitos de strain nos espectros de energias do grafeno e das redes de Lieb e Kagome calculados via aproximação tight-binding. 217 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Resumo: Um grupo de redes bidimensionais, como as redes de Lieb e Kagome, onde coexistem cones de Dirac e bandas planas, tem atraído um grande interesse da comunidade de físicos da matéria condensada. Recentemente, foi demonstrado que as redes de Lieb e Kagome são interconversíveis por deformações diagonais. Usando esta vantagem, estudamos sistematicamente os efeitos das deformações uniaxiais, biaxiais, e de cisalhamento puro e simples, aplicadas ao longo de diferentes direções cristalográficas no espectro eletrônico das redes de Lieb e Kagome, usando um modelo tight-binding com um Hamiltoniano geral que descreve ambas as redes. Descobrimos que essas deformações não abrem gap de energia no espectro eletrônico, mas podem causar: (i) aproximação dos cones de energia, (ii) anisotropia nos níveis de energia e (iii) deformação da banda plana, de forma que o ponto de Dirac triplamente degenerado na rede de Lieb se transforma em dois pontos de Dirac duplamente degenerados. No estudo de casos hipotéticos de strain, onde os valores dos parâmetros de hopping não mudam, não identificamos a deformação na banda plana e a divisão do ponto de Dirac triplamente degenerado, concluindo que tais efeitos são devido somente à mudança nos parâmetros de hopping causada pelo strain. Por último, identificamos casos em que há pseudovetores potenciais induzidos por strain diferentes de zero nas redes de Lieb e Kagome. Por completeza, apresentamos recursos didáticos que consistem em capítulos contendo revisões teóricas sobre (i) o método tight-binding, (ii) a aplicação do strain em cristais e (iii) os diversos efeitos que o strain causa no espectro eletrônico do grafeno.
Abstract: A group of two-dimensional lattices, such as the Lieb and Kagome lattices, where Dirac cones and flat bands coexist, have attracted a great deal of interest from the condensed matter physicists community. Recently, it was shown that Lieb and Kagome lattices are interconvertible by diagonal deformations. Using this advantage, we systematically study the effects of uniaxial, biaxial, and pure and simple shear strains, applied along of different crystallographic directions, on the electronic spectrum of Lieb and Kagome lattices using a tight-binding model with a general Hamiltonian that describes both lattices. We found that such deformations do not open an energy gap in the electronic spectrum, but can cause: (i) approximation of the energy cones, (ii) anisotropy in energy levels and (iii) deformation of the flat band, such that the triply degenerate Dirac point in Lieb lattice transforms into two doubly degenerate Dirac points. In the study of hypothetical cases of strain, where the values of hopping parameters do not change, we did not identify the deformation in flat band and the division of triply degenerate Dirac point, concluding that such effects are due only to change in hopping parameters caused by strain. Finally, we identified cases where there are strain-induced pseudovector potentials non-null in Lieb and Kagome lattices. For completeness, we present didactic resources consisting of chapters containing theoretical reviews on (i) the tight-binding method, (ii) the application of strain on crystals and (iii) the various effects that strain causes in electronic spectrum of graphene.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/59798
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