Resumen de Harmonic/nonharmonic model of graphene and its structural defects based on a tight binding interatomic potential
En la presente Tesis, se introduce la teoría de un modelo lineal y no lineal para el estudio de los defectos estructurales en grafeno basado en potenciales interatómicos tipo tight binding. El mencionado modelo se basa en la teoría Discreta de Dislocaciones (DD) presentada por Ariza & Ortiz (2010) y en una extensión no lineal de dicha Teoría que combina: los modelos de constantes de fuerza obtenidos a partir de potenciales interatómicos, la Teoría de autodeformaciones y la transformada discreta de Fourier, para predecir la estructura y la energía asociada a defectos estructurales, en particular dislocaciones. Las constantes de fuerza representan la parte lineal de los potenciales interatómicos y se pueden obtener tanto numérica como analíticamente a partir de potenciales interatómicos tanto empíricos como semiempíricos. Entre los potenciales semiempíricos, se encuentran los potenciales tipo tight binding que representan un compromiso entre los potenciales empíricos y los métodos ab initio. La principal ventaja de los potenciales tipo tight binding es que nos permiten estudiar las propiedades electrónicas asociadas a los defectos en la red. Basándonos en el modelo lineal y no lineal presentado, y en el potencial tight binding descrito por Xu et al. (1992), se han investigado diferentes tipos de defectos estructurales en grafeno, tales como dislocaciones tipo glide y shuffle, dislocaciones parciales, defectos de empaquetamiento y bordes de grano. Además, se ha evaluado la estabilidad térmica de dichos defectos a temperatura constante usando para ello el código de dinámica molecular LAMMPS (Sandia National Laboratories Large Scale Atomic/Molecualr Massively Parallel Simulator) y el potencial empírico AIREBO (Adaptive Intermolecular Reactive Empirical Bond-Order) desarrollado por Stuart et al. (2000). Por otro lado, usando la formulación propuesta por Landauer y Büttiker y el potencial tight binding, se ha estudiado la transmisión electrónica a través de los defectos más comunes en los materiales policristalinos, como son los bordes de granos. Como conclusión final, se ha demostrado la capacidad del modelo presentado para predecir defectos estructurales en grafeno y sus propiedades electrónicas.
