Transições tipo-Peierls em MoS2 semi-hidrogenado: estudo por primeiros princípios

• Autor(a) principal: Welesson Henrique Natanael Silva
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/50398
• topic: Teoria do Funcional da Densidade; Matéria condensada; MoS2; Transição estrutural; Teoria do Funcional da Densidade; Matéria condensada

Aplicamos um formalismo de primeiros princípios baseado na teoria do funcional da densidade para estudar propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas de dissulfeto de molibdênio monocamada semi-hidrogenado. Consideramos uma funcionalização completa dos átomos de enxofre da superfície superior do MoS2, e investigamos, primeiramente, a emergência de transições estruturais. De fato, constatamos que a estrutura resultante de menor energia apresenta uma deformação na forma de uma dupla dimerização de linhas de átomos de Mo, levando a uma descrição baseada em uma célula primitiva 2x2. A dimerização, além disso, é responsável pela abertura de um gap de energia na estrutura eletrônica - o sistema, se descrito em uma célula 1x1, é metálico. A fenomenologia é consistente, assim, com uma transição tipo-Peierls bidimensional. Além disso, verificamos, ao incluir as variáveis de spin, a existência de uma série de estruturas metaestáveis, entre elas destacamos o aparecimento de uma fase 1T que pode apresentar ordenamentos ferromagnético ou antiferromagnético. Em particular, neste último caso, constatamos que um deformação, também baseada em dimerização de linhas de átomos de Mo, podia diminuir a energia do sistema em relação à estrutura AF original, em uma transição que pode ser associada a uma fenomenologia do tipo spin-Peierls. Finalmente, a estabilidade da estrutura de menor energia foi verificada por meio de cálculo do espectro de fônons.