Cálculo dos níveis de energia do átomo de hidrogênio sob a ação de um campo magnético externo utilizando a equação de Hamilton-Jacobi relativística

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013.Nosso trabalho consistiu em encontrar os níveis de energia do átomo de hidrogênio sob a ação de um campo magnético externo constante. Utilizamos o formalismo de Hamilton-Jacobi relativístico para introduzir o campo magnético e para obter uma equação para o átomo de hidrogênio sob a ação de um campo magnético uniforme. Propusemos também uma função, com base em uma expansão polinomial, como solução da equação obtida a partir do formalismo de Hamilton-Jacobi possibilitando assim a solução numérica do problema. A simetria do nosso sistema muda com a intensidade do campo magnético: a simetria é esférica quando a intensidade do campo aproxima de zero e é cilíndrica quando tende a infinito. Essa função permitiu obter resultados nestes extremos sem a necessidade de alterações na sua forma, bem como, permitiu obter resultados para campos intermediários. Utilizando o método variacional obtivemos um sistema de equações que nos permitiu obter os autovalores de energia. Os resultados obtidos concordam com os encontrados na literatura mostrando que o nosso método, ainda em evolução, é consistente. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTIn this work, we find the energy levels the energy levels of the hydrogen atom submitted to an external constant magnetic field. It was used the relativistic formalism of Hamilton-Jacobi to introduce the magnetic field and to obtain an equation for the hydrogen atom under the action of a uniform magnetic field. A function also was proposed, based on a polynomial expansion, as a solution of the equation obtained from the Hamilton-Jacobi formalism allowing the numerical solution of the problem. The symmetry of the system changes with the intensity of the magnetic field: the symmetry is spherical when the field strength approaches zero and is cylindrical when the field strength tends to infinity. This function allowed results in these extremes without the need of changes in form but has also enabled us to obtain results for other intermediary fields. Using the variational method it was possible to obtain a system of equations that has enabled us to obtain the eigenvalues of energy. The agreement of the results with other findings in the literature demonstrates that the method proposed here, still under development, is consistent with expected values

Dinâmica de pólarons e bipólarons em nanofitas de grafeno

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018.Este trabalho se destinou a estudar propriedades eletrônicas e de transporte de carga em nanofitas de grafeno do tipo armchair (AGNR, do inglês armchair graphene nanoribbons). O modelo utilizado se baseia na aproximação tight-binding bidimensional, incluindo efeitos de relaxação da rede. Em relação a dinâmica do sistema, a rede é tratada classicamente através das equações de Euler-Lagrange enquanto a parte eletrônica é regida pela equação de Schrödinger dependente do tempo. A influência da densidade de pólarons sobre os mecanismos de transporte em AGNRs semicondutoras foi investigada. Os resultados obtidos mostraram o impacto da densidade de pólarons na estabilidade e na velocidade média destas quasipartículas, inclusive com uma transição de fase, uma vez que para densidades menores a estabilidade é prejudicada enquanto que para densidades altas a estabilidade das quasipartículas é favorecida. Foi investigada também a influência do acoplamento Spin-Órbita na distribuição de carga para diferentes larguras de AGNRs, bem como na dinâmica de pólarons nesses sistemas. Os resultados mostraram uma alteração na localização de carga em AGNRs semicondutoras. A natureza desta modificação está associada à largura da nanofita e a qual família ela pertence. Em relação a dinâmica, as modificações promovidas pela inclusão do acoplamento SO são preservadas durante todo o intervalo de tempo considerado nas simulações. Foi feito ainda um estudo da dinâmica de um bipólaron em AGNRs, inclusive investigando qual intensidade mínima do campo para que o bipólaron adquirisse mobilidade no sistema considerado. Os resultados obtidos mostraram que o bipólaron é uma quasipartícula mais estável nas nanofitas de grafeno em comparação com o pólaron. Por fim, foi investigada a interação entre duas quasipartículas diferentes, um pólaron e um bipólaron, em uma mesma nanofita. Após a interação, os resultados mostraram que o comportamento da estabilidade e da mobilidade destas quasipartículas no sistema estão diretamente vinculadas à largura da nanofita.The studies done in this work intended to study electronic properties and the charge transport in armchair graphene nanoribbons (AGNR). The model used is based in two dimensional tight-binding approximation with relaxation lattice effects. Relative to the system dynamics, the lattice is treated trough of the Euler-Lagrange equations and the electronic part is governed by time dependent Schrödinger equation. The influence of the polarons density over transport mechanism in semiconductors AGNRs was investigated. The results showed the impact of the polarons density on the stability and in the average velocity of these quasiparticles, including with a faze transition, once to small densities the stability is prejudicated while for the greater densities the quasiparticle stability is favored. It was as also investigated the influence of Spin-Orbit (SO) coupling on the charge distribution to different widths of AGNRs, as well in the polarons dynamics in these systems. The results showed changes in the charge localization in semiconductors AGNRs. The nature of these changes is associated to nanoribbon width and to their family. In relation to dynamic, the changes promoted by SO coupling inclusion are preserved during all time interval considerate on the simulations. It was investigated further the bipolaron dynamic in AGNRs, including the minimal electric field intensity to the bipolaron would acquire mobility in the systems considered. The results showed that bipolaron is a quasiparticle more stable in graphene nanoribbons than polaron. Finally, it was investigated the interaction between two different quasiparticles, a polaron and a bipolaron, in the same nanoribbon. The results showed that the stability and mobility of these quasiparticles after interaction is related to the nanoribbon width

Acessibilidade nas vias públicas e nas edificações das repartições públicas no Município de Luziânia / Accessibility on public roads and in the buildings of public offices in Luziânia

Nos últimos anos o termo acessibilidade passou a ser mais veiculado, o que nos induz a pensar que existe uma preocupação efetiva com a relação à inclusão das pessoas que possuem algum tipo de necessidade especial ou que apresentam mobilidade reduzida decorrente de algum outro problema de saúde ou mesmo devido a idade. Neste sentido, nos propusemos a avaliar se as vias públicas e as edificações, principalmente onde estão instalados os órgãos públicos, foram construídas ou adaptadas de modo que possam proporcionar as mesmas condições de acessibilidade a todos os cidadãos, independente de qualquer limitação de ordem física. Apresentamos então o resultado de uma análise feita no município de Luziânia-GO começando pelo nosso campus, a partir da observação e avaliação das instalações, vias de locomoção e edificações, com intuito de verificar se os meios de acessibilidade proporcionam a inclusão e a comodidade aos moradores e visitantes da cidade. Pautamos nossa pesquisa em leis e normas federais e também nas normas locais, disponibilizadas pela prefeitura municipal. Nossos resultados, a partir das observações e registros, corroboram com a nossa percepção de que existem sérios problemas de acessibilidade no nosso município e, mesmo que tenham sido feitas algumas melhorias que impactam indiretamente nas condições de acessibilidade, há muito ainda a ser observado e corrigido

Intrinsic properties of bipolarons in armchair graphene nanoribbons

We performed an investigation concerning bipolaron dynamics in armchair graphene nanoribbons (AGNRs) under the influence of different electric fields and electron–phonon coupling regimes. By studying the response to the electric field, we determined the effective mass and terminal velocity of this quasiparticle in AGNRs. Remarkably, bipolarons in narrower AGNRs move as fast as the ones in conjugated polymers. Our findings pave the way to enhance the understanding of the behavior of charge carriers in graphene nanoribbons

Influence of quasi-particle density over polaron mobility in armchair graphene nanoribbons

An important aspect concerning the performance of armchair graphene nanoribbons (AGNRs) as materials for conceiving electronic devices is related to the mobility of charge carriers in these systems. When several polarons are considered in the system, a quasi-particle wave function can be affected by that of its neighbor provided the two are close enough. As the overlap may affect the transport of the carrier, the question concerning how the density of polarons affect its mobility arises. In this work, we investigate such dependence for semiconducting AGNRs in the scope of nonadiabatic molecular dynamics. Our results unambiguously show an impact of the density on both the stability and average velocity of the quasi-particles. We have found a phase transition between regimes where increasing density stops inhibiting and starts promoting mobility; densities higher than 7 polarons per 45 angstrom present increasing mean velocity with increasing density. We have also established three different regions relating electric field and average velocity. For the lowest electric field regime, surpassing the aforementioned threshold results in overcoming the 0.3 angstrom fs(-1) limit, thus representing a transition between subsonic and supersonic regimes. For the highest of the electric fields, density effects alone are responsible for a stunning difference of 1.5 angstrom fs(-1) in the mean carrier velocity.Funding Agencies|CNPq; CAPES; FAP-DF; CENAPAD-SP; Brazilian Ministry of Planning, Development and Management [005/2016, 11/2016]; DPGU - Brazilian Union Public Defender [066/2016]; FAP-DF [0193.000.942/2015, 193.001.511/2017]</p

Bipolaron Dynamics in Graphene Nanoribbons

Graphene nanoribbons (GNRs) are two-dimensional structures with a rich variety of electronic properties that derive from their semiconducting band gaps. In these materials, charge transport can occur via a hopping process mediated by carriers formed by self-interacting states between the excess charge and local lattice deformations. Here, we use a two-dimensional tight-binding approach to reveal the formation of bipolarons in GNRs. Our results show that the formed bipolarons are dynamically stable even for high electric field strengths when it comes to GNRs. Remarkably, the bipolaron dynamics can occur in acoustic and optical regimes concerning its saturation velocity. The phase transition between these two regimes takes place for a critical field strength in which the bipolaron moves roughly with the speed of sound in the material.Funding Agencies|CNPq; CAPES; FAP-DF; CENAPAD-SP; Brazilian Ministry of Planning, Development and Management [005/2016, 11/2016]; DPGU - Brazilian Union Public Defender [066/2016]; FAP-DF grants [0193.001.511/2017, 0193.001343/2016, 0193.001766/2017]</p

Spin-Orbit Effects on the Dynamical Properties of Polarons in Graphene Nanoribbons

The dynamical properties of polarons in armchair graphene nanoribbons (GNR) is numerically investigated in the framework of a two-dimensional tight-binding model that considers spin-orbit (SO) coupling and electron-lattice (e-l) interactions. Within this physical picture, novel polaron properties with no counterparts to results obtained from conventional tight-binding models are obtained. Our findings show that, depending on the systems width, the presence of SO coupling changes the polarons charge localization giving rise to different degrees of stability for the charge carrier. For instance, the joint action of SO coupling and e-l interactions could promote a slight increase on the charge concentration in the center of the lattice deformation associated to the polaron. As a straightforward consequence, this process of increasing stability would lead to a depreciation in the polarons motion by decreasing its saturation velocity. Our finds are in good agreement with recent experimental investigations for the charge localization in GNR, mostly when it comes to the influence of SO coupling. Moreover, the contributions reported here provide a reliable method for future works to evaluate spin-orbit influence on the performance of graphene nanoribbons.Funding Agencies|CNPq; CAPES; FAP-DF; FINATEC; Brazilian Ministry of Planning, Development and Management [005/2016 DIPLA, 11/2016 SEST]; DPGU - Brazilian Union Public Defender [066/2016]; FAP-DF [0193.000.942/2015, 0193.001343/2016]; IFG</p