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Tópicos a serem discutidos: Generalidades. Comparação grafite × diamante. Estrutura cristalina do grafite. Estrutura de bandas do grafite. Propriedades elétricas, magnéticas e térmicas. Preparação de materiais grafíticos.

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Page 1: Tópicos a serem discutidos: Generalidades. Comparação grafite × diamante. Estrutura cristalina do grafite. Estrutura de bandas do grafite. Propriedades

Tópicos a serem discutidos:

Generalidades.

Comparação grafite × diamante.

Estrutura cristalina do grafite. Estrutura de bandas do grafite.

Propriedades elétricas, magnéticas e térmicas.

Preparação de materiais grafíticos.

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Bandas de energia:

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Primeira zona de Brillouin do grafite:

cc /2* )/2)(3/2(* al Dimensões:

)/8)(3/2(/8 233* ca

c*

l*

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Modelo plano: Dois átomos por célula unitária.

2N estados na primeira zona de Brillouin.

Apenas elétrons contribuem.

Método “tight binding”.

Uma banda é suficiente.

Gap de energia nulo na fronteira da

primeira zona de Brillouin.

Como em um semicondutor: banda de “condução” vazia em 0K

Como em um metal: há níveis disponíveis logo acima de EF

Grafite: comportamento semimetálico

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Bandas de energia no modelo plano:

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Modelo tridimensional: Quatro átomos por célula unitária.

2N estados na primeira zona de Brillouin.

Apenas elétrons contribuem.

Duas bandas acomodam todos os elétrons.

Superfície de Fermi: em torno da aresta HKH.

Pequena sobreposição de bandas.

Portadores: elétrons e buracos.

Baixa densidade de estados no nível de Fermi.

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Primeira zona de Brillouin e superfície de Fermi:

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Densidade de estados:

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Resisitividade elétrica:

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Comportamento comparativo:

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Resistividade ao longo dos planos grafenos:

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Resistividade ao longo da direção 002:

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Efeito de Haas-Van Alphen:

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Diamagnetismo no grafite:

B

perpendicular aos planos:

emu/gOe105,0 6aB

paralelo aos planos:

emu/gOe106,21 6c

Valor médio: emu/gOe105,73/)2( 6 ca

Característica atômica; independe da temperatura

Anéis de corrente; diamagnetismo de Landau

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Suscetibilidade diamagnética:

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Anisotropia na suscetibilidade diamagnética: