Interacción de una nanocinta de grafeno con la superficie polarizada de un ferroeléctrico usando métodos ab-initio

BELLETTI, GUSTAVO; DALOSTO, S.D; TINTE, SILVIA

Conferencia; VI Reunión Nacional Sólidos 2015; 2015; 2015

La integración de grafeno con óxidos ferroeléctricos polarizados ha mostrado ser una manera de manipular portadores de carga en el grafeno. A pesar que el grafeno no tiene gap de energía, cuando se corta en nanocintas, éstas poseen gap debido al confinamiento cuántico en la dirección del ancho de la nanocinta. En este trabajo, usando métodos de primeros principios caracterizamos la interacción de una nanocintade grafeno con la superficie (001) del ferroeléctrico PbTiO3 con polarización eléctrica perpendicular a la superficie en ambos sentidos en configuración de monodominio, incluyendo explícitamente un electrodo metálico abajo. Nuestros resultados indican que las características superficiales del material ferroeléctrico tales como la relajación atómica y la distribución electrónica, desempeñan un rol determinante en el tipo de dopaje electrónico de la nanocinta de grafeno. Los resultados muestran el cuadro intuitivo que una polarización eléctrica apuntando hacia abajo induce dopaje tipo p en la nanocinta. Sin embargo, cuando la polarización del ferroeléctrico apunta hacia la nanocinta, ésta sólo se aproxima a un dopaje tipo n pero sin alcanzarlo. Encontramos también que la polarización ferroeléctrica además de variar el tipo de dopaje electrónico, tal como lo hace en grafeno, es capaz de modificar el gap de energía de nanocintas de grafeno de espesor nanométrico. Por ejemplo, en una nanocinta de 9 Å el gap se cierra a 0.15 eV sin que se rompa la degeneración α − β, en comparación con el gap de 0.5 eV en una nanocinta libre.