Propriedades eletrônicas e topológicas de isolantes topológicos com defeitos pontuais

• Main Author: Lopes, Emmanuel Victor Caires
• Publication Date: 2021
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UFU
• Download full: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35319; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.5049
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA; Isolantes Topológicos 2D; 2D Topological Insulators; Defeitos Pontuais; Point Defects; Teoria do Funcional da Densidade; Density Functional Theory; Estrutura Eletrônica; Electronic Structure; Física; Bismuto; Estrutura eletrônica

Neste trabalho, estudamos os efeitos nas propriedades eletrônicas e topológicas causados por defeitos pontuais em um isolante topológico bidimensional (bismuteno). Esta pesquisa se baseia em cálculos de primeiros princípios utilizando a teoria do funcional da densidade (DFT) com a aproximação do gradiente generalizado (GGA), e a correção de Hubbard em uma das estruturas dopadas. No bismuteno, foi investigado os efeitos causados pela substituição de um átomo de bismuto por: um átomo de estanho (Sn), um átomo de telúrio (Te) e um átomo de vanádio, dopagens tipo p, tipo n e magnética respectivamente, com 5.5% de defeitos em cada sistema. Em todos os cenários, a simetria de inversão foi quebrada, de modo que para calcular os invariantes topológicos utilizou-se os centros de carga de Wannier (WCC). Em todos os sistemas foi verificado que as fases topológicas foram mantidas. Para identificar o comportamento dos estados de borda, contruímos uma nanofita com a impureza localizada próximo a uma das bordas. Para os defeitos não-magnéticos (Sn e Te), os estados devido a impureza interagem com os estados metálicos deslocando os pontos de Dirac para valores diferentes de energia em comparação a borda não dopada. A magnetização do V, que é perpendicular ao plano da célula, leva a uma abertura de gap nos pontos de Dirac nas duas diferentes estudadas neste trabalho, o V próximo e distante a uma das bordas. Também foi analisado a textura de spin dos canais condutores e a componente <Sz> se mostrou dominante em todos o casos, mas com algumas peculiaridades para o V próximo a uma das bordas.