Tese de Doutorado #296: Eduardo Araújo
Transição Metal-Isolante e Correções para a Condutividade no Grafeno Bombardeado por Feixe de Íons de Hélio
Autor: Eduardo Nery Duarte de Araújo
Banca Avaliadora
Elmo Salomão Alves (orientador)
Física - UFMG
Leonardo Cristiano Campos
Física - UFMG
Daniel Cunha Elias
Física - UFMG
Andrea Brito Latge
IF/UFF
Rafael Sá de Freitas
IF/USP
Orientadores
Elmo Salomão Alves (orientador)
Departamento de Física - UFMG
Flávio Orlando Plentz Filho (coorientador)
Departamento de Física - UFMG
Resumo do Trabalho
Uma vez que o grafeno é um semimetal, é difícil usá-lo em aplicações típicas de dispositivos semicondutores sem antes mudar suas propriedades de transporte elétrico. Contudo, as técnicas de processamento introduzem defeitos que afetam as propriedades de transporte elétrico de maneira indesejada. Nesse trabalho, nós fabricamos dispositivos de grafeno com padrões nanométricos produzidos por um feixe de íons de hélio. O bombardeio com íons introduz uma desordem no sistema que foi relacionada com as dimensões de cada padrão. Nós investigamos as propriedades de transporte elétrico por meio de medidas da condutividade para diferentes densidades de portadores, temperaturas e campos magnéticos. Nossos resultados mostraram a transição de um transporte difusivo, em que os elétrons estão fracamente localizados em um regime metálico, para um transporte por hopping de alcance variável, com elétrons fortemente localizados em um regime isolante, à medida que se vai da região de grafeno puro para o grafeno mais bombardeado. Aplicando a teoria de localização fraca para o grafeno, nós obtivemos os tempos de espalhamento característicos para o transporte elétrico. Esses resultados mostraram que o espalhamento elétron-elétron é o principal responsável pelo processo de decoerência dos estados eletrônicos no grafeno. Finalmente, nós mostramos a importância do efeito Kondo, onde os defeitos no grafeno exposto a íon de hélio se comportam como momentos magnéticos localizados, para explicar as correções quânticas para a condutividade, que não são previstas pelo modelo clássico de Drude.