BIA - IFPI Campus Parnaíba Licenciatura Licenciatura em Física - Parnaíba
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Cálculo da estrutura de bandas usando o método Tight-binding
Título(s) alternativo(s): Calculation of the band structure using the Tight-binding method
Autor: Silva Júnior, João Batista Pereira de
Orientador(a): Santos, Jeová Calisto dos
Resumo: Nesse trabalho, usamos a aproximação tight-binding para obter as bandas de energia de três estruturas cristalinas: grafeno, trans-poliacetileno e da rede quadrada, onde consideramos apenas a aproximação para primeiros vizinhos. Foi feito um breve estudo sobre os fundamentos da mecânica quântica e da física do estado sólido, a fim de darmos todo o suporte matemático e físico para a análise de estrutura de bandas. Em seguida, apresentamos o método tight-binding, explicando-o detalhadamente e elaborando sequencialmente um manual de aplicação. O trabalho ganha forma com uma análise sobre as características do carbono e o processo de hibridização de seus orbitais. Visando o cálculo da estrutura de bandas, aplicamos o método tight-binding, e obtemos as expressões que descrevem a dispersão de energia do grafeno, trans-poliacetileno e da rede quadrada. Usamos a linguagem de programaçãao Fortran e GNU Octave, para plotar os gráficos das relações de dispersão encontradas. Concluímos que, apesar de ser um modelo simples, a aproximação tight-binding ´e eficiente no estudo de estrutura de bandas dos cristais estudados, sendo ´útil para a obtenção de propriedades básicas importantes.
Abstract: In this work, we use the tight-binding approach to obtain the energy bands of three crystalline structures: graphene, trans-polyacetylene and the square lattice, where we consider only the approximation for first neighbors. A brief study was made on the fundamentals of quantum mechanics and solid state physics in order to give all the math ematical and physical support for the analysis of band structure. Next, we introduce the tight-binding method, explaining it in detail and developing an application manual sequentially. The work takes shape with an analysis of the carbon characteristics and the hybridization process of its orbitals. In order to calculate the band structure, we ap ply the tight-binding procedure, and we obtain the expressions that describe the energy dispersion of graphene, trans-polyacetylene and the square lattice. We use the Fortran programming language and GNU Octave, to plot the graphs of the dispersion relations found. We conclude that, despite being a simple model, the tight-binding approach is efficient in the study of the band structure of the studied crystals, being useful to obtain important basic properties.
Palavras-chave: Método tight-binding
Estrutura de bandas
Física do estado sólido
Cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Parnaíba
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/1122
Data do documento: 2018
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