Qual é o ponto dirac no grafeno?

O grafeno é uma estrutura plana em camadas de átomos de carbono, dispostos em uma estrutura de favo de mel feita de hexágonos. A estrutura pode ser tratada como uma rede triangular, com a base de dois átomos A e B por unidade de célula. Assim, o grafeno consiste em dois sublátulos A e B com os vetores base (a1, a2). No canto da zona de grafeno de Brillouin, existem dois pontos diferentes denominados K ​​e K ', conhecidos como pontos de Dirac. Os pontos de Dirac são a transição entre a banda de valência e a banda de condução.

A relação de dispersão do grafeno é calculada usando o modelo de ligação forte. Observam-se seis pontos de Dirac, sendo que apenas dois deles k e k 'são inequívocos. A relação de dispersão consiste em duas bandas, a banda (banda inferior vermelha) e a banda ((banda azul superior). O nível de Fermi é colocado nos chamados pontos Dirac, nos quais a banda toca na banda..

Os pontos de Dirac são especiais e, ao ampliar a dispersão de energia em torno dos pontos K, verifica-se que perto desses pontos, a relação de dispersão de energia das quase-partículas é linear. Normalmente, em metais e semicondutores convencionais, a energia deve ser quadrática no momento, no entanto, no grafeno, a relação de dispersão é linear e, devido a essa linearidade, o portador de carga no grafeno é descrito pela equação do tipo Dirac ao invés da equação de Schrodinger. No grafeno, a energia é apenas a velocidade vezes o momento, o que não parece uma partícula maciça, mas como uma partícula de luz (no grafeno, a velocidade é 300 vezes menor que a velocidade da luz). No grafeno não dopado, a energia de Fermi está exatamente nos pontos de Dirac e essa dispersão específica é válida apenas em baixas energias.

para mais informações, você pode olhar para:

J. Güttinger et al., "Transporte através de pontos quânticos de grafeno", Reports on Progress in Physics, vol. 75, n. 12, p. 126502, 2012.

AC Neto, F. Guiné, NM Peres, KS Novoselov e AK Geim, "As propriedades eletrônicas do grafeno", Reviews of modern modern, vol. 81, n. 1, p. 109, 2009.