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Ricardo Wagner NunesMarcos Assuncao PimentaHelio Anderson DuarteJoice da Silva Araujo2019-08-09T20:59:22Z2019-08-09T20:59:22Z2007-08-14http://hdl.handle.net/1843/IACO-766QWDNo presente trabalho investigamos as propriedades eletrônicas e estruturais de fronteiras de grão em grafeno através de cálculos de primeiros princípios, baseados na Teoria do Funcional da Densidade de Kohn-Sham, com a aproximação do pseudo-potencial. A fronteira de grão é formada por uma repetição periódica de pares pentágono-heptágono e foi observada, via scanning tunneling microscopy, sobre uma superfície de grafite HOPG, em 2002. Em nossos cálculos para fronteiras de grão, observamos que a densidade de estados apresenta várias ressonâncias nas vizinhanças do nível de Fermi, permanecendo nula na energia correspondente ao nível de Fermi. Afim de investigarmos a origem dessas ressonâncias, estudamos a formação de outros defeitos, como Stone-Wales, uma vez que constituem a unidade básica de repetição ao longo da fronteira. Observamos que várias ressonâncias também são induzidas na densidade de estados destes defeitos topológicos. Consideramos também a energética, as propriedades eletrônicas e magnéticas de uma vacância no grafeno e em três diferentes sítios ao longo da fronteira de grão. Verificamos que vacâncias na fronteira de grão têm energia de formação menor que no bulk do grafeno e que apresentam momento magnético de spin não nulo, da ordem de 1 magneton de Bohr.In this work, we investigate electronic and structural properties of grain boundaries in graphene, with first principles calculations, based on the Kohn-Sham density functional theory, within the pseudopotential approximation. The grain boundary is formed by a periodic pattern of pentagon-heptagon pairs, and was observed, via scanning tunnelingmicroscopy, on a surface of HOPG graphite, in 2002. In our calculations, we observe various resonance peaks, introduced by the graind boundary,in the density of states of graphene, in the neighborhood of the Fermi level. The grain boundary does not induce quasi-localized resonant states at the Fermi level. In order to investigate the origin of these resonance peaks, we computed the density of states of theso-called Stone-Wales defects, formed by two adjacent pairs of fivefold-sevenfold rings. The Stone-Wales defect in its dissociated form, with two separated pentagon-heptagon pairs, was also addressed. These dissociated forms are the basic structural unit of thegrain boundary. We observe a rich structure of resonant peaks in the density of states of these defects, similar to what is observed for the grain boundary. We also considered the energetics, electronic and magnetic properties of a vacancy in the bulk of graphene and in three different sites along the grain boundary. We observe that vacancies have lower formation energies at the boundaries than in the bulk, and form spin-polarized magnetic states with moments which are slightly smaller than those obtained for bulk vacancies.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGMicroscopia de varreduraFronteiras de grãoGrafenoEstrutura eletrônicaMicroscopia de varreduraPropriedades eletrônicasGrafenoFronteira de grãoPropriedades eletrônicas e estruturais de defeitos topológicos e fronteiras de grão em grafenoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALjoice_da_s._araujo_vers_o_final_mestrado.pdfapplication/pdf1113184https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/IACO-766QWD/1/joice_da_s._araujo_vers_o_final_mestrado.pdf141af5dcfef46881e05907079cd483b1MD51TEXTjoice_da_s._araujo_vers_o_final_mestrado.pdf.txtjoice_da_s._araujo_vers_o_final_mestrado.pdf.txtExtracted texttext/plain97201https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/IACO-766QWD/2/joice_da_s._araujo_vers_o_final_mestrado.pdf.txta47024303da004d80debd744158d5a07MD521843/IACO-766QWD2019-11-14 06:28:46.246oai:repositorio.ufmg.br:1843/IACO-766QWDRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T09:28:46Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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