Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN
Main Author: | |
---|---|
Publication Date: | 2008 |
Format: | Master thesis |
Language: | por |
Source: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Download full: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5734 |
Summary: | In this work, we performed an analysis of the structural and electronic stability of nanostructures of Boron Nitride (BN), such as layers, tubes and cones, when doped with Carbon, through first-principles calculations as implemented in code SIESTA. We found that substitutional doping of Carbon for either a single Boron or a single Nitrogen atom produces significant changes in the conductive properties of each material. Such replacement process transforms the formerly insulating material, in a n-type conductor, donnor of electrons, for Boron replaced by Carbon, and the p-type, acceptor of electrons, for the Nitrogen substitution. Furthermore, we also performed calculations with spin-polarization and found occurrence of spontaneous magnetization of 1μB for all doped structures, except for tube (6,0), which presented a magnetic moment of 0;2μB. This magnetization is attributed to the unpaired electron located in the pz orbital of carbon. It was also noted that the doped layers become more energetically stable as the number of atoms increases. To the tubes, increased stability occurs with the increase in diameter combined with the consequent increase in the number of atoms. At the cones, stability energy is reduced with the increase in the angle of disclination. These effects are the result of a combination of percentage concentration of the defect and the greater or lesser degree of hybridization. |
id |
UFPB_b9ab6b6bedb92a2f4a3867c0736421cc |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufpb.br:tede/5734 |
network_acronym_str |
UFPB |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
repository_id_str |
|
spelling |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BNNitreto de BoroDopagemPolarização de SpinBoron nitrideDopingSpin-polarizationCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this work, we performed an analysis of the structural and electronic stability of nanostructures of Boron Nitride (BN), such as layers, tubes and cones, when doped with Carbon, through first-principles calculations as implemented in code SIESTA. We found that substitutional doping of Carbon for either a single Boron or a single Nitrogen atom produces significant changes in the conductive properties of each material. Such replacement process transforms the formerly insulating material, in a n-type conductor, donnor of electrons, for Boron replaced by Carbon, and the p-type, acceptor of electrons, for the Nitrogen substitution. Furthermore, we also performed calculations with spin-polarization and found occurrence of spontaneous magnetization of 1μB for all doped structures, except for tube (6,0), which presented a magnetic moment of 0;2μB. This magnetization is attributed to the unpaired electron located in the pz orbital of carbon. It was also noted that the doped layers become more energetically stable as the number of atoms increases. To the tubes, increased stability occurs with the increase in diameter combined with the consequent increase in the number of atoms. At the cones, stability energy is reduced with the increase in the angle of disclination. These effects are the result of a combination of percentage concentration of the defect and the greater or lesser degree of hybridization.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNeste trabalho, fizemos uma análise da estabilidade estrutural e eletrônica de nanoestruturas de Nitreto de Boro (BN), tais como planos, tubos e cones, quando dopadas com carbono, através do uso de cálculos de primeiros princípios como implementado no código SIESTA. Encontramos que a dopagem substitucional de carbono por boro ou nitrogênio provoca mudanças significativas nas propriedades condutoras de cada material. Tais substituições transformam o material que antes era isolante, em condutor do tipo n, doador de elétrons, para o boro substituído pelo carbono, e do tipo p, receptor de elétrons, para a substituição do nitrogênio. Além disso, realizamos cálculos com polarização de spin e verificamos a ocorrência de um momento magnético de 1μB para todas as estruturas dopadas, com exceção do tubo (6;0) que apresentou um momento magnético de 0;2μB. Essa magnetização é atribuída ao elétron desemparelhado localizado no orbital pz do carbono. Foi verificado também que os planos dopados se tornam mais estáveis energeticamente à medida que o número de átomos aumenta. Para os tubos, o aumento da estabilidade ocorre com o aumento do diâmetro combinado com o consequente aumento do número de átomos. Já nos cones, a estabilidade energética é diminuída com o aumento do ângulo de disclinação. Esses efeitos são fruto de uma combinação entre porcentagem de concentração do defeito e do maior ou menor grau de hibridização.Universidade Federal da ParaíbaBRFísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFPBMoraes, Fernando Jorge Sampaiohttp://lattes.cnpq.br/4639182314496015Gonçalves, Rebeca Dourado2015-05-14T12:14:08Z2018-07-21T00:09:01Z2010-01-082018-07-21T00:09:01Z2008-08-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfGONÇALVES, Rebeca Dourado. Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN. 2008. 91 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2008.https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5734porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2018-09-06T00:27:41Zoai:repositorio.ufpb.br:tede/5734Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:2018-09-06T00:27:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN |
title |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN |
spellingShingle |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN Gonçalves, Rebeca Dourado Nitreto de Boro Dopagem Polarização de Spin Boron nitride Doping Spin-polarization CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
title_short |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN |
title_full |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN |
title_fullStr |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN |
title_full_unstemmed |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN |
title_sort |
Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN |
author |
Gonçalves, Rebeca Dourado |
author_facet |
Gonçalves, Rebeca Dourado |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Moraes, Fernando Jorge Sampaio http://lattes.cnpq.br/4639182314496015 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Gonçalves, Rebeca Dourado |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Nitreto de Boro Dopagem Polarização de Spin Boron nitride Doping Spin-polarization CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
topic |
Nitreto de Boro Dopagem Polarização de Spin Boron nitride Doping Spin-polarization CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
description |
In this work, we performed an analysis of the structural and electronic stability of nanostructures of Boron Nitride (BN), such as layers, tubes and cones, when doped with Carbon, through first-principles calculations as implemented in code SIESTA. We found that substitutional doping of Carbon for either a single Boron or a single Nitrogen atom produces significant changes in the conductive properties of each material. Such replacement process transforms the formerly insulating material, in a n-type conductor, donnor of electrons, for Boron replaced by Carbon, and the p-type, acceptor of electrons, for the Nitrogen substitution. Furthermore, we also performed calculations with spin-polarization and found occurrence of spontaneous magnetization of 1μB for all doped structures, except for tube (6,0), which presented a magnetic moment of 0;2μB. This magnetization is attributed to the unpaired electron located in the pz orbital of carbon. It was also noted that the doped layers become more energetically stable as the number of atoms increases. To the tubes, increased stability occurs with the increase in diameter combined with the consequent increase in the number of atoms. At the cones, stability energy is reduced with the increase in the angle of disclination. These effects are the result of a combination of percentage concentration of the defect and the greater or lesser degree of hybridization. |
publishDate |
2008 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2008-08-21 2010-01-08 2015-05-14T12:14:08Z 2018-07-21T00:09:01Z 2018-07-21T00:09:01Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
GONÇALVES, Rebeca Dourado. Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN. 2008. 91 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2008. https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5734 |
identifier_str_mv |
GONÇALVES, Rebeca Dourado. Estudo de Impurezas de Carbono em Nanoestruturas de BN. 2008. 91 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2008. |
url |
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5734 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Paraíba BR Física Programa de Pós-Graduação em Física UFPB |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Paraíba BR Física Programa de Pós-Graduação em Física UFPB |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB) instacron:UFPB |
instname_str |
Universidade Federal da Paraíba (UFPB) |
instacron_str |
UFPB |
institution |
UFPB |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB) |
repository.mail.fl_str_mv |
diretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.br |
_version_ |
1831313702819725312 |