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http://hdl.handle.net/1843/IACO-8NPLQY
Tipo: | Tese de Doutorado |
Título: | Transporte elétrico e magnetotransporte em carbono granular |
Autor(es): | Alex Aparecido Ferreira |
primer Tutor: | Jose Francisco de Sampaio |
primer Co-tutor: | Geraldo Mathias Ribeiro |
primer miembro del tribunal : | Alfredo Gontijo de Oliveira |
Segundo miembro del tribunal: | Juan Carlos Gonzalez Perez |
Tercer miembro del tribunal: | Alexandre Reily Rocha |
Cuarto miembro del tribunal: | Rodrigo Barbosa Capaz |
Resumen: | Nesta tese, estudamos o processo de condução por hopping entre estados localizados em amostras com diferentes densidades volumétricas de carbon-black, um tipo de carbono granular. Na primeira parte desse trabalho, identificamos que o regime de Mott se manifesta em altas temperaturas, numa ampla faixa de temperaturas, para todas as amostras. Em baixas temperaturas houve um desvio do regime de Mott para um expoente maior, que pode ser o de regime de hopping de Efros-Shklovskii, devido às interações Coulombianas entre os elétrons. Contudo, a transição entre os regimes não é clara: há uma faixa de temperaturas onde os expoentes, de ambos os regimes, ajustam bem os dados. Para superar este problema, propomos uma equação que leva em conta tanto as características do regime de Mott quanto a presença do gap Coulombiano. Ajustamos, com essa equação, tanto o regime de Mott quanto a faixa de transição e observamos que o regime de Efros-Shkovskii deve realmente se manifestar em baixíssimas temperaturas. Os parâmetros de condutividade obtidos pelos ajustes são coerentes com os previstos na literatura e com o material. Na segunda parte, estudamos os efeitos da aplicação do campo magnético no processo de condução. Observamos que o quadro geral da magnetoresistência em carbon-black deve ser explicado pelo fenômeno de interferência entre múltiplos caminhos e espalhamento do elétron durante o "salto" de hopping. Contudo, mostraremos que os modelos disponíveis na literatura não são completamente apropriados para analisar os nossos resultados. |
Abstract: | In this work we have studied the electrical conduction between localizedstates in samples with dierent volumetric densities of carbon-black, a kind of granular carbon. Firstly, we have shown that the Mott's variable range hopping (VRH) model t our data in a large range of temperatures. At low temperatures, we can see a deviation to a larger exponent, whichseems to be the one from the Efros-Shklovskii's VRH, due to the Coulomb interactions between the charge carriers. However, the crossover between the both regimes is not clear: there is a temperature range which is tted by the both exponents. To overcome this issue, we have proposed an equation, considering the density of states which implies a thermally activated correction to the Mott resistivity equation at high temperatures, and connects smoothly to the ES equation, at low temperatures. We havetted our data using this equation, and we have concluded the ES's regime was not really achieved. The obtained conduction parameters are reasonable, and we argue that transport in carbon nanoparticles and agglomerates occur through localized states and that a soft gap is most probably to exist in the density of states, at the Fermi level, due to the Coulomb interactions. Secondly, we have studied how the electric transport properties are changed when an magnetic eld is applied. We have shown the general behavior of the magnetotranport in CB (when the magnetic eld H or the temperature T changes) is explained by the scattering of the electron wavefunctions due to other impurities when the electrons "hops"between two localized states. However, we have concluded the available models are not completely appropriate to explain our data, and some improvements in the models must be proposed. |
Asunto: | Carbon-black Carbono granular Magnetoresistencia Física Condução por hopping Magneto-transporte |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/IACO-8NPLQY |
Fecha del documento: | 26-may-2011 |
Aparece en las colecciones: | Teses de Doutorado |
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