Simulação computacional da condutividade hall quântica no grafeno

Abstract

O grafeno é um material recém descoberto, com propriedades térmicas, mecânicas e elétricas promissoras. Esse material é objeto de investimentos importantes e tem alto potencial na indústria e no desenvolvimento de novas tecnologias. O trabalho a seguir tem como objetivo o estudo descritivo do efeito Hall quântico e as suas consequências sobre a condutividade elétrica no grafeno. A primeira parte do trabalho apresenta as ferramentas teóricas da física do estado sólido necessárias ao entendimento do fenômeno, a partir de uma pesquisa bibliográfica. Em sequência, foi realizado um estudo de caso com objetivo aprimorar o entendimento sobre o tema, usando um software de simulação computacional. Essa ferramenta permitiu reproduzir o comportamento de uma fita de grafeno de dimensões nanométricas, ao aplicar um campo magnético. Os resultados obtidos nas consultas bibliográficas foram a descrição da estrutura do grafeno, e os modelos teóricos do efeito Hall quântico, explicando a quantização da condutividade. Além disso, foi estudado qualitativamente o processo de simulação computacional. Finalmente foi obtido o resultado quantitativo do cálculo numérico, no formato de gráficos. Nessa última etapa, apesar de um efeito espúrio, é possível observar claramente a quantização da condutividade com valores de e 2 /h.