Modelo tight binding da estrutura eletrônica da monocamada de dissulfeto de Molibdênio - Meneghetti Junior, Luiz Antonio [UNESP] (2022)
A estrutura eletrônica da monocamada de dissulfeto de molibdênio é calculada e analisada. Este material bidimensional têm sido muito investigado na última década, visando o desenvolvimento de novas tecnologias. É utilizado o método tight binding com treze orbitais por cela unitária: os orbitais 4d do molibdênio e os orbitais 3s e 3p de cada átomo de enxofre. As principais novidades relativas a trabalhos similares na literatura são: (i) inclusão dos orbitais 3s, (ii) consideração de sobreposições finitas entre orbitais de átomos vizinhos, (iii) uso de diferentes valores para as integrais de hopping entre átomos de enxofre coplanares ou em diferentes planos, (iv) obtenção de uma fórmula para o tensor da massa efetiva em pontos estacionários, (v) comprovação da isotropia das bandas de valência e condução perto das bordas do gap fundamental. Também se destacam (vi) a discussão detalhada das manifestações das simetrias da monocamada na estrutura eletrônica, (vii) a proposta de um acoplamento sp entre orbitais de cada átomo de enxofre e (viii) a construção das matrizes de energia e de sobreposição mediante blocos e produtos de matrizes. De maneira auxiliar, é realizado um cálculo da mesma estrutura eletrônica mediante o código PWscf, que está baseado na teoria do funcional da densidade. Os cálculos numéricos pelo método tight binding são realizados com vinte ou com trinta parâmetros, que são ajustados aos resultados produzidos pelo PWscf, como mostram as bandas de energia e a densidade de estados. No caso dos trinta parâmetros há uma melhora significativa do acordo entre os métodos, em comparação com a literatura. O erro quadrático médio é menor que 0,15eV. O formalismo e os códigos computacionais podem ser generalizados para considerar interações adicionais e para investigar outros materiais bidimensionais.