Efeitos de confinamento quântico em nanoestruturas quase unidimensionais de carbono investigados por espalhamento Raman ressonante

dc.creatorViviane Valquíria do Nascimento
dc.date.accessioned2023-02-14T14:58:50Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:00:40Z
dc.date.available2023-02-14T14:58:50Z
dc.date.issued2022-07-28
dc.description.abstractThis work was focused on the study of confinement effects in optical properties of quasi-one dimensional structures: armchair graphene nanoribbons and sulfur chains encapsulated by single wall carbon nanotubes. We performed resonant Raman scattering experiments over 7 and 9 atoms wide armchair graphene nanoribbons, named 7AGNRs and 9AGNRs. Exposed to air, in room conditions, graphene nanoribbons quickly degraded under laser excitation. We found that under a nitrogen atmosphere at 80K, the degradation process slowed down, allowing us to obtain the Raman excitation profile (REP) for both samples. Thus we found that the 7AGNRs exhibit optical transition energies at 2.26 and 2.51 eV, and the 9AGNRs showed transitions energies at ≈1.4, 2.38 e ≈2.78 eV. The linear sulfur chains are unstable in room conditions. However they can be synthesized inside the carbon nanotubes by sulfur vapor. The resulting hybrid system shown a giant Raman signal for the sulfur chains encapsulated by HiPco carbon nanotubes. Furthermore, the Raman modes assigned to the encapsulated chains exhibit a resonant behavior for excitation energies between 1.91 and 2.81 eV. Thereby, in this work we have obtained the Raman excitation profile for the sulfur chains encapsulated by HiPco single walled carbon nanotubes, which showed resonance energies at 2.35 and 2.59 eV. From Kataura plot information about transition energies related to the nanotubes diameters and the radial breathing modes observed in the sample, we concluded that the giant Raman signal is due to a specific interaction between the nanotubes (8,5) and the vibrational modes of the sulfur chain in this confined environment.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/50020
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEspectroscopia de Raman
dc.subjectNanoestruturas de carbono
dc.subjectNanofitas de grafeno
dc.subjectNanotubos de carbono
dc.subject.otherEspectroscopia de Raman
dc.subject.otherNanoestruturas de carbono
dc.subject.otherNanofitas de grafeno
dc.subject.otherNanotubos de carbono
dc.titleEfeitos de confinamento quântico em nanoestruturas quase unidimensionais de carbono investigados por espalhamento Raman ressonante
dc.title.alternativeQuantum confinement effects on nearly one-dimensional carbon nanostructures investigated by resonant Raman scattering
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor1Cristiano Fantini Leite
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1966638146185479
local.contributor.referee1Luiz Gustavo de Oliveira Lopes Cançado
local.contributor.referee1Flávio Orlando Plentz Filho
local.contributor.referee1Luciano de Moura Guimarães
local.contributor.referee1Pedro Paulo de Mello Venezuela
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4851168289143598
local.description.resumoNeste trabalho apresentamos um estudo dos efeitos de confinamento em dois tipos de estruturas quase unidimensionais: nanofitas de grafeno e cadeias de enxofre encapsuladas em nanotubos de carbono de parede única, através do espalhamento Raman ressonante. Utilizamos o espalhamento Raman ressonante para determinar as energias de transição ótica em nanofitas de grafeno com bordas tipo armchair, com largura de 7 e 9 átomos, denominadas 7AGNRs e 9AGNRs. Expostas ao ar e em temperatura ambiente as nanofitas se degradam sob a ação de laser, contudo sob atmosfera de nitrogênio a 80K, foi possível obter o perfil de excitação Raman (REP) para ambas nanofitas, utilizando-se diversas energias de excitação. A partir dos quais verificamos que as 7AGNRs apresentam transições óticas em 2,26 e 2,51 eV e as 9AGNRs em ≈1,4, 2,38 e ≈2,78 eV. As cadeias lineares de enxofre são instáveis em condições ambiente, no entanto podem ser sintetizadas a partir do vapor de enxofre dentro de nanotubos de carbono. O sistema híbrido resultante apresenta um sinal Raman muito intenso para as cadeias de enxofre, quando encapsuladas por nanotubos tipo HiPco. Além disso, as bandas atribuídas às cadeias encapsuladas exibem um comportamento ressonante para energias de excitação entre 1,91 e 2,81 eV. Com isso, elaboramos o perfil de excitação Raman para as cadeias de enxofre encapsuladas, a partir do qual identificamos energias de ressonância em 2,35 e 2,59 eV. Ao compararmos o REP para o sistema híbrido com o gráfico de Kataura, que relaciona as energias de transição como função do diâmetro e os modos de respiração radial observados nos espectros dos nanotubos de carbono, concluímos que o intenso sinal Raman observado se deve a uma interação bastante específica entre os modos vibracionais da cadeia de enxofre encapsulada e os nanotubos (8,5) na condição de confinamento.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3297-8973
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física

Arquivos

Pacote original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
tese-Viviane-do-Nascimento.pdf
Tamanho:
13.37 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Licença do pacote

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
license.txt
Tamanho:
2.07 KB
Formato:
Plain Text
Descrição: