Estudo por primeiros princípios de propriedades eletrônicas e estruturais de talco e calcogenetos de molibdênio

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Ananias Borges Alencar
• Orientador(a): Helio Chacham
• Banca de defesa: Ricardo Wagner Nunes, Rodrigo Gribel Lacerda, Ronaldo Junio Campos Batista, Tome Mauro Schmidt
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Molibdênio; Teoria do funcional da densidade; Talco; Grafeno
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AK4QLL

Nesta tese, realizamos cálculos de primeiros princípios, baseados em implementações da Teoria do Funcional da Densidade, para estudar propriedades de materiais bidimensionais (2D). Consideramos os seguintes materiais 2D: o talco (Mg3Si4O10(OH)2) e os calcogenetos de molibdênio MoS2, MoSe2 e ligas MoSSe. O estudo do talco foi dividido em duas partes: o estudo das propriedades mecânicas, onde avaliamos a energia de coesão, o módulo de compressibilidade volumétrica, a barreira de deslizamento, tensão de ruptura e a rigidez a deformações cilíndricas, e o estudo das propriedades eletrônicas de heteroestruturas talco/grafeno. No estudo dos calcogenetos, avaliamos o comportamento destes materiais quando submetidos a valores elevados de deformação extensiva. Quanto a resultados para o talco, mostramos que este apresenta baixos valores para a energia de coesão e para a barreira de deslizamento, assim como um alto valor para a rigidez com relação à deformações cilíndricas. Estes resultados, juntamente com o alto valor da tensão de ruptura, permitiu-nos concluir que o talco poderia ser esfoliado mecanicamente. Este resultado foi confirmado por colaboradores experimentais, sendo possível obter de poucas a várias camadas de talco pelo processo de esfoliação mecânica. Para asheteroestruturas talco/grafeno, investigamos se o talco poderia produzir alguma alteração nas propriedades eletrônicas do grafeno. Verificamos que o talco intrínseco se comporta como um bom substrato para o grafeno, sem qualquer modificação de suas propriedades. No entanto, apresença de impurezas no talco faz com que o grafeno fique fortemente dopado, podendo ser tanto do tipo p como do tipo n. No que diz respeito aos calcogenetos, verificamos que quando submetidos a stress uniaxial extensivo, próximo à ruptura, apresentam um comportamento que écaracterizado pela reorientação da direção zig-zag para armchair. Este comportamento também foi observado em cálculos de dinâmica molecular ab-initio para determinados valores de stress e temperatura T.