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Type: TESE
Title: Efeitos do arranjo atômico na condutância quântica de nonofios metálicos
Author: Rodrigues, Varlei, 1973-
Advisor: Ugarte, Daniel Mário, 1963-
Abstract: Resumo: O estudo e controle de sistemas nanométricos têm atraído grande interesse devido aos novos efeitos neles observados. Estes fenômenos têm a sua principal origem no reduzido tamanho destas estruturas, onde o comportamento ondulatório da matéria torna-se preponderante. Um importante exemplo dos avanços nesta área é a possibilidade de se gerar fios metálicos com diâmetro da ordem do comprimento de onda dos elétrons de condução.Nestes casos, o condutor comporta-se como um guia de ondas, onde acondutância passa a ter um caráter discreto, variando em múltiplos inteiros de um quantum de condutância. Usualmente, estes NF's são gerados usando um procedimento bastante simples: duas superfícies metálicas são postas emcontato e depois afastadas. Durante a separação, pontos de contato são alongados e afinados até o limite antes da quebra, quando são compostos deapenas alguns átomos. Simultaneamente a este processo, o transporte elétricodos NF's é medido. Apesar da aparente simplicidade deste procedimento, ele oferece severas complicações na interpretação de seus resultados. As medidasde condutância são realizadas enquanto o arranjo atômico dos NF's é modificado, consequentemente, as propriedades eletrônicas e estruturais varia simultaneamente durante o experimento. Isto dificulta o entendimento da contribuição de cada efeito no transporte elétrico observado. Nesta tese, o problema de correlacionar estrutura e condutância nestas medidas foi abordado sob dois pontos de vista. Primeiro, o arranjo atômico foi estudado usando microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução; segundo, um sistema de quebra mecanicamente controlada de junções em ultra alto vácuo foi empregado para examinar o comportamento do transporte elétrico nestes sistemas. Usando os resultados obtidos, modelos teóricos foram desenvolvidos para correlacionar os efeitos elétricos e estruturais. A análise do arranjo atômicados NF's mostrou que eles são cristalinos e livres de defeitos nos estágios finais, antes da sua ruptura. Além disso, foi mostrado que não existe uma infinidade de possíveis tipos de arranjos atômicos adotados por NF's gerados por deformação mecânica. Por serem sistemas com poucos átomos (- 10-200), as orientações assumidas usualmente são aquelas que permitem o máximo empacotamento de átomos na seção transversal do fio e a sua forma é predominantemente determinada pela energia de superfície. Também foi mostrado que o número de possíveis estruturas adotadas pelo NF's é restrito, as quais podem ser interpretadas ou até previstas com o uso de regras simples já bem estabelecida sem cristalografia e física de nanopartículas. A partir destes dados, foram estabelecidos modelos que correlacionassem o comportamento da condutância destes sistemas e as suas estruturas. Em particular, para o caso de NF's de ouro foram feitas estimativas quanto ao comportamento esperado do transporte elétrico com base na geometria dos possíveis NF's. As previsões mostraram excelente acordo com os dados experimentais. Por outro lado, para a prata foram feitas estimativas usando uma aproximação semi-empírica, novamente com sucesso. Apesar das importantes diferenças entre as duas aproximações, deve ser enfatizado que elas tiveram êxito nas previsoes porque as estruturas dos fios foram consideradas nos cálculos. Brevemente, os estudos desenvolvidos mostraram que é imprescindível considerar o arranjo atômico para a interpretação, não só da condutância, mas também das propriedades mecânicas dos NF's metálicos. Estes resultados configuram importante estímulo para novos estudos teóricos e experimentais, fornecendo novas informações e ferramentas para o estudo de sistemas nanométricos

Abstract: Not informed.
Subject: Nanoestrutura
Contatos elétricos
Eletrônica quântica - Transporte
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2002
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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