Estudo ab initio por DFT+U de monocamadas de Sn(1-x)SeAg(x), SnSe(1-x)Ag(x) e ZnX(X=O, S, Se, Te)

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Monteiro, Joziano Rony de Miranda
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/8109745233713605, https://orcid.org/0000-0003-0786-8235
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Instituto de Ciências Exatas; Brasil; UFAM; Programa de Pós-graduação em Física
• Palavras-chave em Português: Abordagem Hamiltoniana; Desempenho termoelétrico; Estabilidade elástica; Estabilidade dinâmica; Propriedades eletrônicas; CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA; Teoria do Funcional da Densidade; Interação de Hubbard; Monocamada de SnSe; Monocamada de ZnX(X=O, S, Se, Te); Propriedades Termoelétricas
• Link de acesso: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8212

Sistemas cristalinos bidimensionais são estudados na presente tese. Inicialmente, utiliza-se a abordagem do Hamiltoniano modelo para estudar um sistema composto por grafeno depositado sobre um substrato de rede hexagonal, levando em consideração a interação de Hubbard. Neste estudo, busca-se compreender, do ponto de vista da modelagem proposta, os mecanismos que podem induzir a uma abertura de gap na relação de dispersão do sistema. Os resultados mostraram que a abertura de gap pode ser induzida pela não homogeneidade da interação de Hubbard nas sub-redes do substrato ou pela forte hibridização entre as monocamadas. As estruturas de bandas obtidas através do modelo e as obtidas através da abordagem ab initio, via Teoria do Funcional de Densidade, mostram-se estar, qualitativamente, em bom acordo, apesar de as duas abordagens terem filosofias distintas. Na sequência, utiliza-se a abordagem ab initio, via Teoria do Funcional de Densidade, levando em conta a interação de Hubbard, método conhecido como DFT+U, para estudar as propriedades eletrônicas e termoelétricas das monocamadas de SnSe com estrutura pura (M-SnSe), modificada por vacância (M-SnSe(1-x), M-Sn(1-x)Se) e dopada por substituição por átomos de Ag (M-SnSe(1-x)Ag(x), M-Sn(1-x)SeAg(x)), onde x corresponde as proporções de 25% e 12,5%, afim de investigar os efeitos das vacâncias e dopagem por Ag no desempenho termoelétrico do material. Os resultados mostram que as vacâncias de Sn[Se] e a dopagem substitucional por Ag, nas proporções estudadas, reduzem o desempenho termoelétrico quando comparado a estrutura pura. As vacâncias de Sn se mostraram mais prejudiciais ao desempenho termoelétrico do que as vacâncias de Se. Utilizando o mesmo método, estuda-se a estabilidade elástica e dinâmica, bem como das propriedades eletrônicas, termoelétricas e óticas das monocamadas ZnX(X=O, S, Se, Te). Os resultados mostram que as estruturas são dinamicamente estáveis, possuem gap direto no ponto de simetria Gama, têm baixa condutividade térmica da rede, seu desempenho termoelétrico é de aproximadamente 1, o ZnO e ZnS são transparentes à luz visível, o ZnSe tem cor laranja e o ZnTe cor azul. Existe um deslocamento, regido por regras de seleção, da energia do limiar de absorção para o ultravioleta, que aparece quando a polarização é perpendicular ao plano das monocamadas, onde os espectros de absorção estão deslocados para o ultravioleta de: 1,96 eV (ZnO), 1,46 eV (ZnS), 1,51 eV (ZnSe) e 1,88 eV (ZnTe).