Estudo teórico de heteroestruturas baseadas em materiais bidimensionais

Nome: Everson dos Santos Souza
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 26/10/2018
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Wanderlã Luis Scopel Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Antônio Canal Neto Examinador Interno
Edson Passamani Caetano Examinador Interno
Fabio Arthur Leão de Souza Examinador Externo
Jorge Luis Gonzalez Alfonso Examinador Interno
Rodrigo Garcia Amorim Examinador Externo
Wanderlã Luis Scopel Orientador

Resumo: Esta tese apresenta uma investigação teórica de duas heteroestruturas baseadas em materiais bidimensionais: (i) bicamada de grafeno funcionalizada com átomos de cobalto substitucionais (Co/GBL) sobre a superfície Cu(111) [Co/GBL/Cu(111)] e (ii) uma heteroestrutura lateral planar grafeno-MoSe2. As propriedades destes sistemas foram estudadas
por meio de simulações de espectroscopia de absorção de raios X na região próxima à borda (XANES) e/ou métodos de estrutura eletrônica com base na Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Nossos resultados indicam um fenômeno de comutação magnética no sistema Co/GBL/Cu(111), ou seja, a possibilidade de ligar e desligar a magnetização da Co/GBL em superfície Cu(111). Este fenômeno tem como base o controle da transferência de carga Co/GBL ↔ Cu(111) por meio de um campo elétrico externo; o que controla a ocupação eletrônica de orbitais Co-3dz2 e C-2pz próximo ao nível de Fermi e, como consequência, as
propriedades magnéticas da bicamada de grafeno dopada com cobalto. No sistema grafeno-MoSe2, com base em critérios de estabilidade energética para diferentes modelos estruturais, encontramos que as bordas Klein e zigue-zague do grafeno podem servir como sítio de nucleação para formação de interfaces grafeno-MoSe2 energeticamente estáveis, onde diferentes morfologias estruturais são possíveis. Para as geometrias de interface mais prováveis foram realizadas caracterizações adicionais das propriedades eletrônicas e estruturais, por meio de
simulações de espectroscopia de XANES na borda K do carbono. A análise dos espectros de absorção indicou a viabilidade de identificação de diferentes geometrias de interface no sistema híbrido grafeno-MoSe2 a partir de medidas de XANES. Os resultados também revelaram que as propriedades eletrônicas e magnéticas locais dependem da estrutura atômica da interface. Em particular, encontramos a característica de meia-metalicidade (condução em um único canal de spin) em determinadas geometrias de interface, o que tem grande potencial para aplicações em spintrônica.

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