Propriedades ópticas, eletrônicase estruturaisde monocamadas híbridas

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Pontes, Jessé Medeiros
• Orientador(a): Rosas, Alexandre da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física
• Departamento: Física
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ópticas; Propriedades eletrônicas; Nanoestruturas; Propriedades ópticas - Estruturais; Teoria do funcional da densidade; Nanostructures; Density functional theory; Electronic; Optical and structural properties
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/29364

Materiais em nanoescala compostos por átomos de carbono, boro e nitrogênio apresentam propriedades únicas e podem ser úteis no desenvolvimento de novas tecnologias. Nesta tese, apresentaremos dois estudos, onde utilizamos cálculos de primeiros princípios baseados no formalismo da teoria do funcional da densidade, como implementado no código SIESTA, para descrever propriedades estruturais, eletrônicas e ópticas de nanomateriais compostos por carbono, boro e nitrogênio. O primeiro trabalho trata da influência dos defeitos substitucionais nas propriedades ópticas, eletrônicas e estruturais das monocamadas PhaCBN. Especificamente, investigamos as propriedades eletrônicas, ópticas e estruturais de várias estruturas conhecidas como PhaCBN. Descobrimos que algumas dessas estruturas são estáveis, pois apresentam frequências de fônons positivas e baixas energias de formação. Mostramos também que a estrutura eletrônica dos PhaCBNs apresentaram um comportamento semicondutor, com um gap de energia variando de 0,33 eV até 2,41 eV. Além disso, encontramos nos resultados para absorção óptica, que algumas estruturas apresentam picos de absorção na região do visível e níveis de refletividade baixíssimos. Este trabalho sugere que as monocamadas de PhaCBN são materiais promissores para aplicações em dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos. No segundo trabalho, investigamos as propriedades estruturais, eletrônicas e ópticas da monocamada de PAI-BN. Essa estrutura é composta por anéis pentagonais, hexagonais e heptagonais, bem parecida com os PhaCBN. Descobrimos que esta estrutura apresenta estabilidade dinâmica e térmica e sua energia é ligeiramente superior à obtida para a monocamada hexagonal de nitreto de boro (h-BN). Nossos cálculos para a estrutura eletrônica mostraram que o PAI-BN apresenta um gap de 2,50 eV, que é aproximadamente metade do gap do h-BN, apresentando assim, um comportamento semicondutor. Além disso, verificamos, a partir de resultados de absorção óptica, que o PAI-BN é transparente nas regiões do infravermelho e do visível, absorvendo apenas na região do ultravioleta. Portanto, com base nesses resultados, também podemos considerar a possibilidade de aplicações dessa nanoestrutura em dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos.