Investigação por primeiros princípios da dopagem em materiais bidimensionais de rede hexagonal: monocamadas de grafeno, nitreto de boro e dissulfeto de molibdênio

• Autor(a) principal: Regiane do Nascimento
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A9CQZ5
• topic: FÍSICA; dopagem química; teoria funcional da densidade (DFT); Grafeno

A dopagem química é um método bastante conhecido e utilizado para modificar as propriedades eletronicas de um material. Na presente tese foi investigado, utilizando-se a teoria do funcional da densidade - DFT, o efeito da dopagem no grafeno com baixa concentração de átomos de boro e nitrogênio. Os resultados de estrutura eletronica para o grafeno dopado indica que o átomo de B possui maior hibridizaçãocom os átomos do grafeno do que o átomo de N. Os espectros de absorção de raio-X calculados para esses sistemas mostraram que o espectro de C-1s do grafeno apresenta características dos dopantes. Foi mostrado que ligações C-B do tipo Klein estendido nas regiões da borda desses sistemas são mais estáveis do que as ligações C-N. O cálculo DFT de estrutura de bandas prediz que o gap do grafeno dopado com BN comconcentração de 2, 08 a 10, 24% pode variar em até uma ordem degrandeza dependendo da morfologia do sistema. Este resultado foi descrito por um modelo tight-binding. Além disso, foi mostrado que a magnitude desse gap de energia é afetada pela deformação da rede.Através de medidas de AFM (do inglês Atomic Force Microsopy) foi observada a formação de monocamadas auto organizadas - SAMs (do inglês Self-Assembled Monolayers) de OPA (Octadecyl PhosphoniAcid) sobre os substratos de grafeno, nitreto de boro e dissulfetode molibdênio. Os resultados teóricos apresentados nesta tese para a estabilidade energéticacdestes sistemas estão em acordo com os resultados experimentais. Os resultados teóricos indicam que esses ácidos formam um cristal bidimensional, com acadeia alquílica alinhando-se à orientação zigzag do substrato. Também foi observada uma densidade de carga induzida em todos os substratos devida à adsorção do dímero de OPA. Foi mostrado neste trabalho que o modelo teórico de SAMs formadas por dímeros de OPA é capaz de identicar querugas no substrato de h-BN são cristalograficamente orientadas sobre a direção armhair. Juntamente com imagens de AFM, esse modelo de SAMs sobre o MoS2 evidenciou fronteiras de grão no substrato.