Tese de Doutorado #315: Ananias Alencar

Nesta tese, realizamos cálculos de primeiros princípios, baseados em implementações da Teoria do Funcional da Densidade, para estudar propriedades de materiais bidimensionais (2D). Consideramos os seguintes materiais 2D: o talco (Mg3Si4O10(OH)2) e os calcogenetos de molibdênio MoS2, MoSe2 e ligas MoSSe. Os resultados para o talco, mostramos que este apresenta baixos valores para a energia de coesão e para a barreira de deslizamento, assim como um alto valor para a rigidez com relação à deformações cilíndricas. Estes resultados, juntamente com o alto valor da tensão de ruptura, permitiu-nos concluir que o talco poderia ser esfoliado mecanicamente. Este resultado foi confirmado por colaboradores experimentais, sendo possível obter de poucas a várias camadas de talco pelo processo de esfoliação mecânica. Para as heteroestruturas talco/grafeno, investigamos se o talco poderia produzir alguma alteração nas propriedades eletrônicas do grafeno. Verificamos que o talco intrínseco se comporta como um bom substrato para o grafeno, sem qualquer modificação de suas propriedades. No entanto, a presença de impurezas no talco faz com que o grafeno fique fortemente dopado, podendo ser tanto do tipo p como do tipo n. No que diz respeito aos calcogenetos, verificamos que quando submetidos a stress uniaxial extensivo, próximo à ruptura, apresentam um comportamento que é caracterizado pela reorientação da direção zig-zag para armchair. Este comportamento também foi observado em cálculos de dinâmica molecular ab-initio para determinados valores de stress e temperatura T.