Adsorción de una nanocinta de grafeno sobre un óxido ferroeléctrico y el efecto de moléculas en su interfase

BELLETTI, GUSTAVO; DALOSTO, S; TINTE, SILVIA

Congreso; 100º Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2015

El grafeno y nanoestructuras de grafeno presentan propiedades eléctricas inusuales debido al confinamiento de loselectrones y su baja dimensionalidad. Los ferroeléctricos (FE) poseen constante dieléctrica alta y entre tantas de sus aplicaciones pueden usarse como memoria no volátil debido a que presentan polarización espontánea (P) invertible con uncampo eléctrico externo. Recientes estudios experimentales muestran a los sistemas híbridos grafeno/FE como materialescon prometedoras aplicaciones en nanoelectrónica.[1] A pesar de su enorme potencialidad, hay escasos estudios teóricos quecombinan ambos sistemas. En este trabajo, mediante cálculos ab-initio, investigamos como la interacción de una nanocintade grafeno con bordes zigzag (NCG-z) y la P de una película de PbTiO3 afecta las propiedades de la NCG. En particular estudiamos la superficie (001) terminada en TiO2 con P normal a la superficie. Nuestros resultados muestran que la adsorción de una NCG-z aumenta ligeramente cuando el PbTiO3 está polarizado frente al caso no polarizado. En ambos casos, existe una redistribución de carga en la interfase NCG-z/FE producida principalmente por la interacción de los C de los bordes de la NCG-z con los átomos de la superficie del FE, con transferencia electrónica dependiente del sentido de la P. Cuando la P apunta hacia dentro la superficie del PbTiO3, la NCG-z le transfiere electrones, y observamos un corrimiento de las bandas de energía de la NCG-z la cual resulta con dopaje tipo p. En cambio cuando la P apunta hacia afuera, la NCG-z recibe electrones pero sin alcanzar un dopaje tipo n. Por otra parte, se ha mostrado que el entorno químico posibilita controlar las propiedades catalíticas y de adsorción de películas FE pudiendo alterar su P, como así también el comportamiento eléctrico y magnético de NCGs. Motivados por ello, analizamos el efecto generado por moléculas polares en la interfase NCG-z/FE.[1] Jie, W., Hao, J. Nanoscale 6, 6346 (2014).