Propriedades termodinâmicas de nanotubos de rede triangular

Abstract

As nano-estruturas de carbono, conhecidas como nanotubos, são estruturas feitas de forma cilíndrica que podem ser visualizadas como uma rede bidimensional de anéis benzênicos (honeycomb) enrolada. Os parâmetros estruturais influenciam fortemente as propriedades de transporte dos nanotubos. Neste trabalho, desenvolvemos uma expressão matemática para o cálculo da condutividade elétrica, calculamos a densidade de estados e determinamos diversas propriedades termodinâmicas de um nanotubo gerado a partir da rede triangular. Foram obtidas as propriedades termodinâmicas tais como energia média, calor específico, susceptibilidade magnética, magnetização e condutividade elétrica, utilizando o modelo de Hubbard com a técnica da equação de movimento da função de Green de tempo real. Os resultados mostram que os nanotubos com quatro sítios no perímetro (m = 4) apresenta uma transição ferromagnética-paramagnética em Tc = 1,02 kB/t com U/t = 8. Este trabalho mostra também que o valor de U/t crítico a partir do qual o nanotubo apresenta magnetização depende do número de sítios no perímetro (m), ou seja, do diâmetro do nanotubo, e a partir de m = 50 essa interação crítica se iguala ao valor de U/t crítico da rede triangular que é Uc/t ~ 5,5. A partir de m = 50 o nanotubo deixa de apresentar ferromagnetismo não saturado e a magnetização é saturada. Existe supercondutividade no nanotubo e na própria rede triangular até as temperaturas Tcs = 0,4 kB/t e Tcs = 0,6 kB/t, respectivamente. A partir dessas temperaturas os dois sistemas apresentam comportamento metálico.