lectronic and transport properties of graphene decorated with alkali metals (Li and K)

Abstract

El estudio de los efectos de la adsorción de metales alcalinos en las propiedades de transporte del grafeno, tomando a consideración todos los posibles sitios de adsorción, es fundamental para comprender los mecanismos de almacenamiento en materiales basados en carbono. En este trabajo se propone el análisis de las propiedades electrónicas y de transporte del grafeno en metales alcalinos, Li y K, tales como las bandas, densidad de estados y conductancia cuántica. Las configuraciones que se analizarán en este trabajo son: a) Top (encima de un átomo de carbono de la subred A del grafeno), b) Hollow (adátomo en el centro de los hexágonos de grafeno), y c) Bridge (adátomo en el medio del puente A-B de los átomos de carbono del grafeno). Con este objetivo, utilizaremos un modelo hamiltoniano de unión estrecha para orbitales de grafeno perturbados por la interacción con Li y K en las tres configuraciones no equivalentes, mencionadas anteriormente. Luego, usamos el método de ecuación de movimiento de las funciones de Green para calcular las estructuras de banda correspondientes y la densidad de estados. Los cálculos numéricos para obtener la conductancia cuántica se realizan con kwant, el cual es un paquete de simulación cuántica de Python. En este trabajo encontramos que las bandas están desplazadas hacia arriba o hacia abajo con respecto al grafeno prístino, lo que indica dopaje con electrones. Para los casos Top y Bridge, la ruptura de la simetría AB que se produce en esta configuración genera pequeñas brechas. Las bandas de los sitios de Hollow muestran un cambio descendente del nivel de Fermi y preservan la naturaleza de los conos de Dirac del grafeno prístino. Finalmente, la perturbación de las velocidades de Fermi observadas en las bandas se traduce a la conductancia en forma de V.