Análisis de las propiedades de transporte electrónico en Nanocintas de bicapas de Borofeno: efectos de la dimensión y tipo de borde.

Ardila Gutierrez, Carlos Eduardo

Análisis de las propiedades de transporte electrónico en Nanocintas de bicapas de Borofeno: efectos de la dimensión y tipo de borde.

dc.contributor.advisor	Páez González, Carlos José
dc.contributor.author	Ardila Gutierrez, Carlos Eduardo
dc.contributor.evaluator	García Castro, Andrés Camilo
dc.contributor.evaluator	Miranda Mercado, David Alejandro
dc.date.accessioned	2024-02-05T20:14:56Z
dc.date.available	2024-02-05T20:14:56Z
dc.date.created	2024-02-01
dc.date.issued	2024-02-01
dc.description.abstract	En el presente estudio, se exploran los efectos estructurales, tales como la dimensión y los tipos de bordes, en las propiedades de transporte de nanocintas de bicapas de borofeno, clasificado como un semimetal de línea nodal de Dirac (DNLS). Mediante el método de Slater-Koster (SK), se desarrolla un hamiltoniano Tight-Binding (TB) para analizar el transporte electrónico en dichas bicapas, considerando bordes tipo armchair y zigzag. El enfoque TB es adecuado para representar sistemas electrónicos modelados como una red de átomos interconectados. Se implementa el formalismo de Landauer-Büttiker en conjunto con las funciones de Green de la red para evaluar las propiedades de transporte. Dicho procedimiento es esencial para el estudio de sistemas mesoscópicos, en los cuales las características cuánticas del transporte electrónico son destacadas. A partir de esta metodología, se determinan la conductancia, densidad de corriente y densidad local de estados próximos al nivel de Fermi para nanocintas con dimensiones desde 3Å hasta 60nm, considerando bordes tipo armchair y zigzag. La realización de estos cálculos se efectúa mediante el lenguaje de programación Python y la librería Kwant. Se identifican particularidades en sistemas con dimensiones superiores o inferiores a 5 nm. Las nanocintas tipo armchair de menor amplitud muestran dispersión lineal y estados de borde cercanos al nivel de Fermi, en contraste con las de borde zigzag, que no evidencian dichas propiedades. Con el incremento de la dimensión, emergen estados adicionales que opacan los efectos de los conos de Dirac y su intersección. Pese a dichas variaciones, las estructuras de bandas conservan semejanza con el sistema en su representación periódica. Al ajustar la energía en sistemas de menor tamaño, los resultados son congruentes con las modificaciones dimensionales. El análisis subraya la relevancia del modelo TB para comprender comportamientos electrónicos en materiales innovadores como las bicapas de borofeno, proporcionando una perspectiva técnica y metodológica.
dc.description.abstractenglish	In this study, the structural effects, such as dimension and edge types, on the transport properties of bilayer borophene nanoribbons, a Dirac nodal line semimetal (DNLS), were explored. Through the Slater-Koster (SK) method, a Tight-Binding (TB) Hamiltonian was developed to analyze the electronic transport in these borophene bilayers, considering both armchair and zigzag edges. This TB approach, is suitable for describing electronic systems as a network of interconnected atoms. The Landauer-Büttiker formalism was implemented, along with the Green’s functions of the network, to calculate the transport properties. This procedure is essential for investigating mesoscopic systems, where quantum characteristics of electronic transport are predominant. With this framework, the conductance, current density, and local density of states near the Fermi level for nanoribbons with widths ranging from 3 Å to 60 nm, and with armchair and zigzag edges, were determined. These calculations were performed using programming language Python and the Kwant library. Our findings reveal notable peculiarities in systems with dimensions larger or smaller than 5 nm. The narrower armchair nanoribbons exhibit linear dispersion and edge states at the Fermi level, while those with zigzag edges do not show these features. As the dimension increases, more states appear that mask the effects of Dirac cones and their intersection. Despite these variations, the band structures retain similarities with the system in its periodic form. By modifying the energy in narrow systems, results consistent with size alterations were obtained. This study emphasizes the utility of the TB model for understanding and predicting electronic behaviors in advanced materials like borophene bilayers, providing a practical and methodological insight based on recognized techniques.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Físico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15613
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Física
dc.publisher.school	Escuela de Física
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Bicapa de borofeno
dc.subject	Transporte Electrónico
dc.subject	Tight-binding
dc.subject	Semimetal de línea nodal
dc.subject.keyword	Bilayer borophene
dc.subject.keyword	Electronic Transport
dc.subject.keyword	Tight-binding
dc.subject.keyword	Nodal line semimetal
dc.title	Análisis de las propiedades de transporte electrónico en Nanocintas de bicapas de Borofeno: efectos de la dimensión y tipo de borde.
dc.title.english	Analysis of electronic transport properties in bilayer Borophene Nanoribbons: effects of dimension and edge type.
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado