Estudo das propriedades estruturais, energéticas, eletrônicas e ópticas dos calcogenetos quaternários 'A IND.2''M POT.II''M POT.IV IND.3''Q IND.8' (2017)
- Authors:
- Autor USP: BESSE, RAFAEL - IFSC
- Unidade: IFSC
- Subjects: CALCOGÊNIOS; DENSIDADE
- Keywords: Calcogenetos; Chalcogenides; Density functional theory; Layered materials; Materiais em camadas; Teoria do funcional da densidade
- Language: Português
- Abstract: Os calcogenetos têm atraído atenção devido à variedade de propriedades físicas e químicas que exibem, apontando para sua utilização em muitas aplicações tecnológicas, incluindo a possibilidade de se obter novos materiais bidimensionais. Os calcogenetos quaternários 'A IND.2''M POT.II''M POT.IV IND.3''Q IND.8', onde A=K, Cs; 'M POT.II'=Mg, Zn, Cd, Hg; 'M POT.IV'=Ge, Sn; Q = S, Se, Te, possuem uma grande variabilidade de band gaps e portanto eles podem ser estudados para engenharia de band gap através de mudanças na composição química. Além disso, dois tipos de estruturas cristalinas são observados nessa família, um formado por empilhamento de camadas, e outro definido por uma rede tridimensional fechada. Assim, é importante entender os fatores que afetam a estabilidade de estruturas em camadas desses compostos complexos. Nesse trabalho, os materiais'A IND.2''M POT.II''M POT.IV IND.3''Q IND.8'são estudados com cálculos de teoria do funcional da densidade, usando funcionais de troca e correlação semi-local e híbrido, e correções de van der Waals. Os parâmetros de rede variam com a composição conforme o esperado com base no raio atômico. A redução do número atômico de um dos componentes, principalmente Q, aumenta a energia de coesão, devido à intensificação das interações iônicas. Os resultados de energia de ligação entre camadas demonstram a importância das interações de van der Waals, e os valores são similares aos reportados na literatura para vários materiais. Seguindo a tendência de funcionais semi-locais, os band gaps são subestimados, mascálculos com o funcional híbrido fornecem valores mais apropriados. Os resultados mostram a diversidade de band gaps e uma correlação aproximadamente linear entre band gap e volume da célula unitária. O band gap é principalmente afetado pela mudança do calcogênio, em que o aumento do número atômico diminui o band gap, devido ao aumento da energia dos estados p de Q. As análises dos coeficientes de absorção óptica e elementos de matriz de transição mostram que não existe diferença significativa entre band gap fundamental e óptico nesses materiais. O estudo de estabilidade relativa das estruturas em 9 compostos, com diferentes A e Q, mostra que os raios atômicos têm um importante papel. A estrutura sem formação de camadas é favorecida comparada com as estruturas em camadas apenas na região de raios intermediários, o que é explicado com base na diminuição das tensões na estrutura e em interações coulombianas entre íons da rede
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2017
- Data da defesa: 07.02.2017
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ABNT
BESSE, Rafael; SILVA, Juarez Lopes Ferreira da. Estudo das propriedades estruturais, energéticas, eletrônicas e ópticas dos calcogenetos quaternários 'A IND.2''M POT.II''M POT.IV IND.3''Q IND.8'. 2017.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-24032017-110308/ >. -
APA
Besse, R., & Silva, J. L. F. da. (2017). Estudo das propriedades estruturais, energéticas, eletrônicas e ópticas dos calcogenetos quaternários 'A IND.2''M POT.II''M POT.IV IND.3''Q IND.8'. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-24032017-110308/ -
NLM
Besse R, Silva JLF da. Estudo das propriedades estruturais, energéticas, eletrônicas e ópticas dos calcogenetos quaternários 'A IND.2''M POT.II''M POT.IV IND.3''Q IND.8' [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-24032017-110308/ -
Vancouver
Besse R, Silva JLF da. Estudo das propriedades estruturais, energéticas, eletrônicas e ópticas dos calcogenetos quaternários 'A IND.2''M POT.II''M POT.IV IND.3''Q IND.8' [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-24032017-110308/ - First-principles exploration of two-dimensional transition metal dichalcogenides based on Fe, Co, Ni, and Cu groups and their van der Waals heterostructures
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