Dissertação de Mestrado #370: Jonathan Martins

Materiais com ligações covalentes sp2 podem apresentar estruturas eletrônicas bem distintas. Por exemplo, uma folha de grafite é condutora enquanto uma folha análoga de nitreto de boro hexagonal, h – B N , é um isolante de gap largo. A substituição completa do carbono em folhas de grafite por átomos de boro e nitrogênio leva à formação do nitreto de boro hexagonal. Experimentalmente, é possível a substituição parcial de átomos de carbono por átomos de boro e nitrogênio no grafite, levando à formação de folhas de Bx Cy Nz de estequiometrias distintas. Estas estruturas apresentam propriedades eletrônicas intermediárias entre o grafite e o h – B N , as quais podem ser de grande interesse para aplicações tecnológicas diversas. Podem-se aplicar cálculos de primeiros princípios para estudar a estabilidade relativa e as propriedades estruturais de folhas de Bx Cy Nz , com diversas configurações e composições. Alternativamente, é possível estudar tais estruturas através de um modelo de primeiros vizinhos, baseado na parametrização das energias de ligação obtidas através de cálculos de primeiros princípios. Este modelo produz resultados semelhantes ao cálculo de primeiros princípios, com custo computacional muitíssimo inferior. Utilizamos o modelo proposto para obter a energia total e as conformações de menor energia de folhas de Bx Cy Nz , através de um programa de resfriamento simulado. Além disso, estudamos a estrutura eletrônica de algumas amostras através de cálculos de primeiros princípios.