Search

Successful dopability in AgInTe2 requires careful navigation of the compensating intrinsic defects to maximize dopant solubility and efficiency.

Utilizamos cálculos de primeiros princípios, baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) para investigar propriedades estruturais e eletrônicas de materiais bidimensionais. No primeiro trabalho apresentamos um estudo de estabilidade e propriedades eletrônicas de diferentes defeitos unidimensionais estendidos em monocamadas de BN. Introduzimos um modelo estequiométrico de baixa energia formado na direção armchair, e que define uma fronteira de antifase nesse material. O segundo trabalho aborda a introdução de defeitos lineares em bi-camadas de grafeno, focando no grau de localização dos estados eletrônicos nos átomos que formam os defeitos. Instabilidades magnéticas e transições de metal para um semi-metal são observadas e discutidas. No terceiro trabalho utilizamos um modelo contínuo de baixas energias para estudar o espalhamento eletrônico em interfaces formadas entre mono e bi-camadas de grafeno. O quarto trabalho foi desenvolvido em colaboração com o grupo experimental da Universidade Nacional de Singapura. Filmes hibridos de grafeno e BN foram sintetizados com interfaces coerentes entre esses materiais. Utilizamos cálculos DFT para investigar a introdução de discordâncias no BN como um mecanismo de relaxação de strain da rede, permitindo a formação de filmes coerentes ao longo da interface. O quinto trabalho apresenta resultados preliminares de semicondutores bi-dimensionais formados por átomos do grupo dos calcogênios. Esse trabalho está em seus passos iniciais, e será focado no estudo das propriedades estruturais, ópticas e eletrônicas desses materiais. We use first principles calculations based on the formalism of Density Functional Theory (DFT) to investigate electronic and structural properties of graphene and boron nitride two-dimensional materials. In the first work, we present a study of stability and electronic properties of nine different models for extended one-dimensional (1D) defects in monolayer BN. A low-energy stoichiometric model for an armchair-direction antiphase boundary (APB) in monolayer BN is introduced. The second work investigates four different grain boundaries in bilayer graphene, aiming an understanding of the degree of localization of the electronic states in the atoms that compose the line defects. Interesting results like magnetic instabilities and changes from metallic to semi-metallic character of these systems are discussed. In the third work we study the low-energy electronic transport across stacking boundaries in graphene. The electron scattering by interfaces formed between regions of monolayer and bilayer graphene is investigated by a continuum approach. The fourth work was developed in collaboration with the experimental group of the National University of Singapore (NUS) which synthesized coherent interfaces between graphene and h-BN. We use DFT calculations to investigate the introduction of a core dislocation in the h-BN lattice as a mechanism of strain release in order to keep the continuity of the film along the interface. In the fifth work we present a recently started study of two-dimensional semiconductors monochalcogenides, focus on the electronic and optical properties of these materials.

O presente trabalho aborda nanofios de silício cuja estabilidade pode ser alcançada a partir do encapsulamento de metais de transição das séries 4d (Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag) e 5d (Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au). É importante ressaltar que a estrutura utilizada como unidade fundamental para tais fios, que consiste de um prisma formado por duas faces hexagonais de silício com um metal de transição em seu centro, já foi sintetizada em trabalho experimental[1]. Os resultados já obtidos mostram a existência de dois mínimos de energia distintos, com geometrias que diferem pelo encadeamento das unidades hexagonais ao longo do fio, para alguns dos elementos encapsulados, tais como Nb, Mo, Tc, Hf, W, Re, Os, enquanto para os demais metais das séries 4d e 5d um só mínimo é obtido. Pela estrutura de bandas desses fios, observamos um comportamento metálico para todos os elementos. Porém, alguns deles (Zr, Nb, Ta, Re) mostraram sofrer instabilidade de Peierls, o que provoca aberturas de gap variando entre 0.03 eV (Ta) e 0.21 eV (Zr). In this work, we employ an ab initiomethodology to studymonomers, dimers and nanowires of silicon clusters containing encapsulated transition metals. The encapsulation of transition metals of 4d and 5d series leads to the stabilization of clusters with a structure consisting of atwelve-atom hexagonal prism, formed by two hexagonal faces of silicon atoms with a transition metal in its center, whose chemical formula is denoted M@Si12 (where M is the metal atom), wich was synthesized in an ealier experimental work. In general, we observe trends in structural properties of these systems, strongly related to the filling of the metal d orbitals. In the case of monomers, we observe that structures withgreater stability are those with metals that have semi-filled d shells. The greater stability of the monomers in these cases, suggests a lower propensity to form extended structures such as nanowires, which is the behavior that we observed for the wires, which have lower bindingenergies when such metals are encapsulated along the wire axis.We also study nanowires formed from monomers and dimers used as fundamental units of single and double period wires, respectively. The single-period wires basically display two types of structures, which we classify as ZZPS in the case of two types of single-period zigzaglikedistortion of the monomer units, and regular, where the monomer unti remains with its geometry essentially unaltered. All single-period wires display metallic behavior. In the case of wires formed by dimers, we work with structures with Zr, Nb and Ta. We see that these wires undergo a Peierls distortion, with energy gaps ranging from0.03 eV (Ta) to 0.21eV (Zr). Finally, we identify a dimer with stoichiometry M2@Si18 that has formation energy lower than theM2@Si24 dimer. The study of nanowires formed by dimers of the typeM2@Si18, and a more complete investigation of the occurrence of Peierls instability in nanowires of thistype is forthcoming.