Estudo da estrutura eletrônica da bicamada de grafeno rotacionada e intercalada com o átomo de Li

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: OLIVEIRA, Nallyson William Santos.
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20491
Resumo: O grafeno consiste numa camada de átomos de carbonos que estão compactados em uma rede hexagonal bidimensional (2D). O empilhamento de duas monocamadas formam a bicamada de grafeno e a realização da rotação entre as monocamadas faz o surgimento da bicamada grafeno rotacionada, que devido a resultados experimentais promissores desse sistema rotacionado para os ângulos mágicos, foi observado o fenômeno de super- condutividade em 1.1 ◦ , no qual abriu portas para mais estudos em materiais 2D. Neste trabalho, dedicamos nossos estudos para o sistema da bicamada de grafeno rotacionada com o ângulo de 21.8 ◦ e também para o mesmo sistema intercalado com o átomo de lítio, utilizando cálculos de primeiros princípios que estão fundamentados na teoria funcional da densidade (DFT) usando o método de potencial total de ondas planas linearizadas e aumentadas (FP-LAPW), que estão implementados no pacote computacional WIEN2K. Com a realização da rotação, nós temos o padrão Moiré e obtemos a célula unitária de Moiré, que para nosso estudo é composta por 28 átomos de carbono. Nossos resultados da bicamada de grafeno rotacionada nos mostram que os dois picos tipo de Van Hove em torno da energia de Fermi, na densidade de estados, ficam mais próximos. As bandas perto da energia de Fermi na direção M-K tem uma dispersão linear. Quando intercalamos com Li, observamos um deslocamento da energia de Fermi, onde mostra uma transferência de elétrons para a bicamada de grafeno rotacionada. Em conclusão, nosso trabalho mostra a tendencia do sistema virar supercondutor à medida que o ângulo vai em direção aos ângulos mágicos.
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O empilhamento de duas monocamadas formam a bicamada de grafeno e a realização da rotação entre as monocamadas faz o surgimento da bicamada grafeno rotacionada, que devido a resultados experimentais promissores desse sistema rotacionado para os ângulos mágicos, foi observado o fenômeno de super- condutividade em 1.1 ◦ , no qual abriu portas para mais estudos em materiais 2D. Neste trabalho, dedicamos nossos estudos para o sistema da bicamada de grafeno rotacionada com o ângulo de 21.8 ◦ e também para o mesmo sistema intercalado com o átomo de lítio, utilizando cálculos de primeiros princípios que estão fundamentados na teoria funcional da densidade (DFT) usando o método de potencial total de ondas planas linearizadas e aumentadas (FP-LAPW), que estão implementados no pacote computacional WIEN2K. Com a realização da rotação, nós temos o padrão Moiré e obtemos a célula unitária de Moiré, que para nosso estudo é composta por 28 átomos de carbono. Nossos resultados da bicamada de grafeno rotacionada nos mostram que os dois picos tipo de Van Hove em torno da energia de Fermi, na densidade de estados, ficam mais próximos. As bandas perto da energia de Fermi na direção M-K tem uma dispersão linear. Quando intercalamos com Li, observamos um deslocamento da energia de Fermi, onde mostra uma transferência de elétrons para a bicamada de grafeno rotacionada. Em conclusão, nosso trabalho mostra a tendencia do sistema virar supercondutor à medida que o ângulo vai em direção aos ângulos mágicos.Graphene consists of a layer of carbon atoms that are compacted in network two-dimensional hexagonal (2D). The stacking of two monolayers forms the graphene bilayer and the realization of the rotation between the monolayers makes the appearance of the twisted bilayer graphene, that due to promising experimental results of this system rotated to the magic angles, the phenomenon of superconductivity was observed in 1.1 ◦ , which opened doors for further studies in 2D materials. In this work, we dedicate our studies to the twisted bilayer graphene system with the angle of 21.8 ◦ and also for the same system intercalated with the atom of lithium, using calculations of first principles based on density functional theory (DFT) using the method of full potential linearized augmented plane waves (FP-LAPW), that are implemented in the WIEN2K computational package. With the realization of the rotation, we have the Moiré pattern and we get the Moiré unit cell, which is composed of 28 carbon atoms. To understand the electronic structure of both materials, we calculate the densisty of states, band structure and electronic density. Our results from the twisted bilayer graphene show us that the two Van Hove peaks around Fermi energy, in density of state, get closer. The bands close to the Fermi energy in the M-K direction it has a linear dispersion. When we intercalate with Li, we observe a displacement of the Fermi energy, where it shows an electron transfer to the twisted bilayer graphene. In conclusion, our work shows the tendency of the system to become superconducting as the angle goes towards the magic angles.El grafeno consta de una capa de átomos de carbono que se comprimen en una cuadrícula hexagonal bidimensional (2D). El apilamiento de dos monocapas forma la bicapa de grafeno y la rotación entre las monocapas da lugar a de la bicapa de grafeno rotada, que debido a los prometedores resultados experimentales de este sistema rotado a los ngulos mgicos, el fenmeno de super- conductividad en 1,1 ◦ , lo que abrió la puerta a nuevos estudios en materiales 2D. En esto trabajo, dedicamos nuestros estudios al sistema de bicapa de grafeno rotada con el ángulo de 21,8 ◦ y también para el mismo sistema intercalado con el átomo de litio, utilizando cálculos de primeros principios que se basan en la teoría funcional de densidad (DFT) utilizando el método de potencial total de onda plana linealizada y (FP-LAPW), que se implementan en el paquete computacional WIEN2K. Al realizar la rotación, tenemos el patrón de Moiré y obtenemos la celda unitaria de Moiré, que para nuestro estudio está compuesto por 28 átomos de carbono. Nuestros resultados de la bicapa de grafeno rotada nos muestran que los dos picos de tipo Van Hove en alrededor de la energía de Fermi, en la densidad de estados, están más cerca. las bandas se cierran de la energía de Fermi en la dirección M-K tiene una dispersión lineal. Cuando intercamos con Li, observamos un cambio de la energía de Fermi, donde muestra una transferencia de electrones a la bicapa de grafeno rotada. En conclusión, nuestro trabajo muestra la tendencia del sistema a convertirse en superconductor a medida que el ángulo va hacia el ángulos mágicos.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Educação e Saúde - CESUFCGJAVIER, Luis Alberto Terrazos.Terrazos, L. A.Terrazos, L ALuis A Terrazoshttp://lattes.cnpq.br/8685343970026801FRAZÃO, Nilton Ferreira.FRAZÃO, Nilton FerreiraFRAZÃO, N. FFRAZÃO, N.F.http://lattes.cnpq.br/8166419576714173DANTAS, Joseclécio Dutra.DANTAS, J. D.J. D. DantasDANTAS, J.D.http://lattes.cnpq.br/9578968519982943FREITAS, Heron Neves de.FREITAS, H. N.http://lattes.cnpq.br/5999148176771819OLIVEIRA, Nallyson William Santos.2021-05-292021-08-10T14:04:27Z2021-08-102021-08-10T14:04:27Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20491OLIVEIRA, Nallyson William Santos. Estudo da estrutura eletrônica da bicamada de grafeno rotacionada e intercalada com o átomo de Li. 2021. 66 fl. (Trabalho de Conclusão de Curso – Monografia), Curso de Licenciatura em Física, Centro de Educação e Saúde, Universidade Federal de Campina Grande, Cuité – Paraíba – Brasil, 2021.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-07-06T12:48:18Zoai:localhost:riufcg/20491Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-07-06T12:48:18Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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