Parameterfreie Untersuchung der elektronischen Struktur von graphitartigem Kohlenstoff

Hambach, Ralf GND

Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Untersuchung und der Vergleich der elektronischen Struktur sowie kollektiver Anregungen (Plasmonen) in einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen (SWCNT), Graphene und Graphit. Dazu wurden ab-initio Rechnungen im Rahmen der (zeitabhängigen) Dichtefunktional-Theorie durchgeführt und die Resultate sowohl mit einfachen theoretischen Modellen als auch mit Experimenten zur Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie verglichen. Unter anderem wurde die Plasmonendispersion in Graphene erstmalig mit Hilfe von ab-initio Rechnungen untersucht, sowie mit Messungen an isolierten SWCNT verglichen: die Übereinstimmung ist ausgezeichnet und in beiden Systemen findet man eine fast lineare Dispersion. Zusätzlich wurde die Verlustfunktion von Graphit für Impulsüberträge außerhalb der ersten Brillouin-Zone untersucht und erstmals eine starke Anisotropie der dielektrischen Funktion in der Nähe von Bragg-Reflexen festgestellt: infinitesimale Änderungen im Impulsübertrag können dann das Verlustspektrum völlig verändern. Dieser Effekt wurde auf starke Lokalfeldeffekte in Graphit zurückgeführt sowie Vorschläge zur experimentellen Überprüfung angegeben.

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Hambach, Ralf: Parameterfreie Untersuchung der elektronischen Struktur von graphitartigem Kohlenstoff. Jena 2007.

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