Tese de Doutorado #288: Regiane Nascimento

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

Autor: Regiane do Nascimento

Banca Avaliadora

Hélio Chacham (orientador)

Física - UFMG

Rodrigo Gribel Lacerda

Física - UFMG

Andreia Luisa da Rosa

Física - UFMG

Ricardo Kagimura

IF/UFU

Pedro Paulo de Mello Venezuela

IF/UFF

Orientadores

Hélio Chacham (orientador)

Departamento de Física - UFMG

Resumo do Trabalho

Em um primeiro trabalho foi investigado, utilizando-se a DFT, o efeito da dopagem no grafeno com átomos de boro e nitrogênio. O cálculo de estrutura de bandas prediz que o gap do grafeno dopado com BN com concentração de 2.08 a 10.24% pode variar em até uma ordem de grandeza dependendo da morfologia do sistema. Este resultado foi descrito por um modelo “tight-binding”. Foi mostrado que a magnitude desse gap de energia também é afetada pela deformação da rede. Os cálculos dos espectros absorção de raio-X para esses sistemas mostraram que o espectro de C-1s do grafeno apresenta características dos dopantes. Em um segundo trabalho os cálculos DFT mostraram que os ácidos de OPA formam um cristal bidimensional sobre os substratos estudados: grafeno, nitreto de boro e dissulfeto de molibdênio. Nos três casos foi verificada a mesma orientação do ácido de OPA sobre a rede hexagonal dos substratos. Foi mostrado neste trabalho que o modelo teórico de SAMs formadas por dímeros de OPA é capaz de identificar que rugas no substrato de h-BN são cristalograficamente orientadas sobre a direção “armchair”. Juntamente com imagens de AFM, esse modelo de SAMs sobre o MoS2 evidenciou fronteiras de grão no substrato. Além disso, foi observada uma dopagem nos substratos devido à adsorção desses ácidos.