Seminário da Física 15/05/2018

Estudo teórico de novas monocamadas híbridas com composições Cx(BN)y ou Gex(BN)y

Próxima terça 15/05 às 16 horas

Palestrante: Drª. Aliliane Freitas UFRN

Resumo: Nos últimos anos, materiais compostos de átomos de B, C e N, arranjados em uma rede de favo de mel, tem atraído um interesse considerável devido às suas propriedades inovadoras e potenciais aplicações em muitas tecnologias emergentes. Nesse contexto, dois exemplos que têm sido extensivamente estudados são o grafeno e o nitreto de boro hexagonal (h-BN). O grafeno é um material condutor, possui alta mobilidade eletrônica à temperatura ambiente, alta condutividade térmica e tem propriedades mecânicas que o caracterizam como um material forte e flexível. Por outro lado, o h-BN é um semicondutor de largo gap de energia (> 4 eV), com propriedades mecânicas semelhantes as do grafeno, e exibe alta estabilidade térmica e química. Seguindo essa linha, uma possibilidade interessante consiste na substituição de átomos de C na rede do grafeno por átomos de B e N, levando à formação de monocamadas hexagonais híbridas BxCyNz, algumas das quais foram recentemente sintetizadas. Estas estruturas apresentam pequenos gaps de energia (< 2 eV), que são intermediários entre aqueles encontrados para grafeno e o h-BN. Devido à essa diversidade de gaps de energia, esses materiais têm sido considerados candidatos ideais para composição da próxima geração de dispositivos eletrônicos em nanoescala. Paralelamente, destacamos que monocamadas híbridas com geometrias diferentes da rede hexagonal do grafeno, também tem sido bastante investigadas. Neste trabalho, combinamos teoria funcional da densidade (DFT) e simulações de dinâmica molecular (MD) para estudar a estabilidade e as propriedades eletrônicas de novas monocamadas hibridas: (i) monocamadas com composição BxCyNz no padrão do alótropo do carbono conhecido como grafenileno; (ii) monocamadas hexagonais com composição Gex(BN)y e (iii) monocamadas hexagonais composição Cx(BN)y construídas de acordo com a sequência de Fibonacci. Nossos cálculos da otimização estrutural, modos de fônons e simulações de dinâmica molecular previram alta estabilidade para todas essas estruturas. Além disso, os cálculos também revelaram propriedades mecânicas e eletrônicas promissoras para futuras aplicações tecnológicas.

Os alunos presentes poderão requerer certificados de participação.

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