Estudo teórico de bicamada de grafeno em superfície Cu(111).
Nome: EVERSON DOS SANTOS SOUZA
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 30/09/2014
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| WANDERLÃ LUIS SCOPEL | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| ARMANDO YOSHIHAKI TAKEUCHI | Examinador Interno |
| JAIR CARLOS CHECON DE FREITAS | Examinador Interno |
| ROBERTO HIROKI MIWA | Examinador Externo |
| WANDERLÃ LUIS SCOPEL | Orientador |
Resumo: Neste trabalho, a estabilidade energética, propriedades eletrônicas e estruturais de
camadas de grafeno adsorvidas em superfície Cu(111) foram examinadas através de
cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT). Nós
examinamos a adsorção em superfície Cu(111) de (i) monocamada de grafeno sem defeitos
(G) e bicamada de grafeno sem defeitos (BLG), (ii) bicamada de grafeno com defeito substitucional
de átomo de Co. Em (i) foram consideradas três diferentes possíveis configurações
para formação das interfaces. A partir de nossos resultados foi encontrado que a formação
das interfaces G/Cu(111) e BLG/Cu(111) são processos exotérmicos, com energia de adsorção
de 35,3 meV/Å2 e 39,2 meV/Å2 para as configurações mais estáveis, respectivamente. Além
disso, nós encontramos para bicamada de grafeno em Cu(111) uma distância de equilíbrio
entre o metal e a camada de grafeno interfacial de 2,89 Å, idêntico ao valor para monocamada.
Assim, estes resultados indicam que a adsorção de G e BLG em Cu(111) é guiada por uma
adsorção física. Além disso, a formação das interfaces G/Cu(111) e BLG/Cu(111) dá origem
a flutuações de densidade de carga e a monocamada e bicamada de grafeno em Cu(111) são
n-dopadas. Conforme verificado por análise de Bader, existe uma transferência de carga da
superfície de cobre para G e para BLG de 0,0062 e/Å2 e 0,0058 e/Å2, respectivamente. Em
(ii) estudou-se inicialmente defeitos substitucionais de átomos de Co na camada superior
da BLG em dois sítios atômicos diferentes (sistemas BLG-Coα e BLG-Coβ), sem a presença
do substrato de metal. Neste caso, nossos resultados tem indicado que existe um momento
magnético total não-nulo nos sistemas BLG-Coα e BLG-Coβ. Em seguida, considerando
a adsorção do sistema BLG-Coβ na superfície Cu(111), nós encontramos que a formação
da interface BLG-Coβ/Cu(111) é um processo exotérmico, com energia de adsorção de 40,1
meV/Å2. Apesar de não existir ligação química na interface grafeno-metal ou aumento
significativo da energia de adsorção, o momento magnético total do sistema BLG-Coβ é
extinto quando adsorvido no substrato de cobre, devido principalmente à transferência de
carga do Cu(111) para BLG-Coβ .
