Estudo de vacâncias em grafeno via cálculos de primeiros princípios.
Nome: WENDEL SILVA PAZ
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 15/03/2013
Orientador:
Nome |
Papel |
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| WANDERLÃ LUIS SCOPEL | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
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| ANTÔNIO CANAL NETO | Examinador Interno |
| JAIR CARLOS CHECON DE FREITAS | Examinador Interno |
| PEDRO PAULO DE MELLO VENEZUELA | Examinador Externo |
| WANDERLÃ LUIS SCOPEL | Orientador |
Resumo: Neste trabalho foram investigados defeitos tipo vacância de carbono em folhas de grafeno, utilizando cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT). Foram estudadas as propriedades magnéticas, estruturais, eletrônicas e hipernas considerando dois tipos diferentes de defeitos: (i) monovacâncias e (ii) divacâncias. No intuito de gerar monovacância e divacância foram removidos um ou dois átomos de carbono de uma folha de grafeno pura, respectivamente. Nossos resultados evidenciaram uma distorção local em torno das vacâncias. Em particular, para divacância foi observada a formação de dois pentágonos e um octógono com todas as ligações pendentes reconstruídas, resultando em um estado fundamental não magnético. Por outro lado, para uma monovacância isolada observou-se uma reconstrução da ligação entre dois dos três átomos em torno da vacância. Entretanto, uma investigação sistemática do possível deslocamento para fora do plano do átomo associado à ligação pendente foi então considerada no intuito de determinar seus efeitos sobre as propriedades eletrônicas e magnéticas do sistema. Foi assim encontrado que o estado fundamental é magnético e planar, com o átomo que não participa da ligação reconstruída permanecendo no plano e com as bandas 𝜎 e 𝜋 contribuindo para o momento magnético total. Além disso, observamos
que soluções metaestáveis podem ser alcançadas a partir de um deslocamento inicial deste terceiro átomo de 0,50 Å perpendicularmente ao plano da folha, o que leva a uma geometria não planar e um estado não magnético. Por m, foram investigadas as
propriedades hipernas de folhas de grafeno com defeitos tipo vacância. Nossos resultados mostraram que valores apreciáveis do campo magnético hiperno são encontrados nos núcleos de átomos com ligações pendentes e nas suas vizinhanças. Além disso, foi observada uma correlação aproximadamente linear entre o campo magnético hiperno e o momento magnético (por átomo de carbono) para todos os tipos de defeitos estudados.
Por fim, foram investigadas as propriedades hipernas de folhas de grafeno com defeitos tipo vacância. Nossos resultados mostram que o valor do campo hiperno está concentrado basicamente no átomo com a ligação pendente. Entretanto, esse campo variou para o caso em que foi considerado duas vacâncias próximas, onde houve o aparecimento
de um outro pico. Além disso, mostramos que existe uma correlação linear entre o campo hiperno e o momento magnético (por átomo de carbono) para todos os tipos de defeitos estudados.
