Modelando a elastodinâmica e inferindo a elastostática de nanotubos de carbono nanomanipulados sobre quartzo cristalino vicinal: um estudo com espectroscopia Raman
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
Cristiano Fantini Leite
Cristiano Fantini Leite
Resumo
Esta dissertação de mestrado investiga propriedades elásticas de nanotubos de carbono sobre substratos de quartzo cristalino vicinal, sistemas conhecidos também como serpentinas de carbono, com auxilio da técnica de espectroscopia Raman. Após uma introdução teórica e uma revisão da literatura, se mostram resultados experimentais de serpentinas nanomanipuladas por aparato de microscopia de força atômica (AFM), os quais revelam perfis característicos de freqüência de espalhamento Raman. Para explicá-los, se introduz uma equação dinâmica para o campo de deformação dum sistema unidimensional, imerso em duas dimensões, a qual inclui um termo ad hoc de atrit0 estático, de maneiras a fornecer estados estacionários diferentes do equilíbrio. Mostra-se que estes estados estacionários resultantes dessa elasto-dinâmica apresentam perfis de deformação relativa qualitativamente similares àqueles obtidos experimentalmente. Desta forma, se estabelece uma fenomerologia para os dados experimentais, interpretando-os como a elastostática de nanotubos de carbono aderidos aos substratos em questão, e tenta se explorar esta teoria para o caso de nanotubos nanomanipulados mais duma vez, em seqüência.
Abstract
This master thesis studies the elastic properties of carbon nanotubes atop vicinal crystalline quartz substrates, also known as carbon serpentines, with the aid of Raman spectroscopy. Firstly, some theoretical background is given. Secondly, relevant literature related to this work is discussed. After this introduction, Raman spectroscopic profiles from carbon serpentines, nanomanipulated with the aid of an atomic force microscopy (AFM) apparatus, are presented. In an attempt to explain those, a dynamical equation for the deformation field of a one-dimensional system, immersed in two dimensions, is introduced. Together with it comes an ad hoc term to account for static friction, in order to yield stationary states different from equilibrium. The results of such an elastodynamics are shown to be qualitatively similar to the experimental ones, the latter being, therefore, interpreted as elastostatical profiles of carbon nanotubes adhered to vicinal crystalline quartz. The theoretical approach is explored further.
Assunto
Raman Espalhamento (Fisica), Nanotubos de carbono Propriedades elásticas, Raman, Espectroscopia de, Elasticidade, Física, Microscopia de força atômica
Palavras-chave
Física