Estudo teórico de propriedades eletrônicas e ópticas de heterobicamadas van der Waals.
Nome: RENAN NARCISO PEDROSA
Data de publicação: 10/03/2025
Resumo: Neste trabalho, examinam-se as propriedades energéticas, estruturais, eletrônicas e ópticas de heteroestruturas do tipo van der Waals, a partir de cálculos de primeiros princípios. As interfaces investigadas foram: (i) interface siliceno/WSSe (metal-semicondutor) e (ii) MoSe2/WSSe (semicondutor-semicondutor). Para o caso (i) e (ii), os resultados indicam que a formação da interface é conduzida por um processo exotérmico, onde verifica-se uma transferência de carga do siliceno (WSSe) para o WSSe (MoSe2), respectivamente. Além disso, os resultados das propriedades eletrônicas mostram que, para o caso (i) e (ii), a formação apresenta características de alinhamento de banda do tipo-I e tipo-II, respectivamente. As propriedades ópticas obtidas a partir da solução da equação de Bethe-Salpeter indicam, para o caso (i), que a eficiência de conversão de energia da heteroestrutura é 2,42 vezes maior do que a monocamada WSSe (Janus). Por outro lado, para a heterobicamada MoSe2/WSSe, foram verificados os estados excitônicos de menor energia. Os resultados revelam que o primeiro estado permitido por dipolo possui um caráter
inter-camada com uma taxa de transição 616 vezes menor do que as intra-camadas. Consequentemente, essa pequena taxa de transição implica em uma vida útil radiativa mais longa de até três ordens de magnitude maior do que o éxciton intra-camada de
menor energia. Essas descobertas enfatizam que a formação de heterobicamadas baseadas em Janus apresenta uma melhora considerável nas propriedades ópticas em relação às monocamadas, o que indica o seu potencial para aplicação em dispositivos opto-eletrônicos.