Investigação sistemática de um alótropo de grafeno em forma de nanofita metálica quadrilátera para aplicação em nanoeletrônica

Abusca por moléculas para a criação de dispositivos eletrônicos está em constante evolução, impulsionada pela necessidade de miniaturização. Neste contexto, este estudo explora as propriedades de um alótropo bidimensional, semelhante ao grafeno, composto por anéis de 4, 5, 6, 8 e 10 átomos de carbono, denominado Net τ. Através de cortes estratégicos e hidrogenação das bordas, foram obtidas duas nanofitas de Net τ para investigação: hybridτNR-P2D e hybridτNR-P. Para otimizar as estruturas afim de investigar propriedades eletrônicas e estruturais dessas nanofitas, utilizamos a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e para a análise do transporte eletrônico nos dispositivos propostos, utilizamos a DFT combinada com as Funções de Green de Não-Equilíbrio (NEGF). Nossos resultados mostram que o Ne t τ apresenta comportamento metálico, com bandas de valência e condução cruzando o nível de Fermi, confirmado pela densidade de estados não nula nessa região. As nanofitas também exibem elevada estabilidade energética, com energias de coesão entre–7.25 eV/átomo e–8.64 eV/átomo , dependendo da configuração estrutural. No que concerne às propriedades de transporte, o dispositivo (1,5)hybridτNR-P2D apresentou comportamento de transistor de efeito de campo (FET) entre 0.0V e 0.4V, e resposta linear para tensões superiores. Os dispositivos (2,5), (4,5) e (5,5)hybridτNR-P2D, exibiram características de diodo túnel ressonante (RTD), enquanto o dispositivo (3,5)hybridτNR-P2D mostrou comportamento quase linear. Todos os dispositivos hybridτNR-P- (1,5) a (5,5) apresentaram comportamento FET com duas janelas de operação. Em resumo, este estudo demonstra o potencial das nanofitas de Net τ como alternativas promissoras para o desenvolvimento de nanodispositivos aplicáveis na eletrônica molecular.