Ab initio study of structural, energetic, and electronic properties of two-dimensional transition metal dichalcogenides (2021)
- Autores:
- Autor USP: BESSE, RAFAEL - IFSC
- Unidade: IFSC
- DOI: 10.11606/T.76.2021.tde-07102021-161625
- Assunto: FÍSICA
- Palavras-chave do autor: Dicalcogenetos de metais de transição; Heterobicamadas de van der Waals; Materiais bidimensionais; Transition metal dichalcogenide; Two-dimensional materials; van der Waals heterobilayers
- Agências de fomento:
- Idioma: Inglês
- Resumo: Os avanços nas técnicas de isolamento e síntese de materiais bidimensionais abriram novos caminhos para a investigação de novos fenômenos e propriedades físicas, com grande potencial para inovações tecnológicas. Nesse contexto, dicalcogenetos de metais de transição formam uma classe proeminente de compostos, devido às suas propriedades eletrônicas e ópticas únicas. Essa tese visa contribuir com o entendimento das propriedades físicas de dicalcogenetos de metais de transição, estudando uma ampla variedade de sistemas por meio de cálculos com base na teoria do funcional da densidade e teoria do funcional da densidade dependente do tempo combinada com dinâmica molecular. A análise da estabilidade relativa das fases em MoSe2 mostrou que o mecanismo de transição de Peierls leva à estabilização da fase octaédrica distorcida, e uma transição de preferência de fase induzida pelos tamanhos de nanoflocos foi demonstrada. Pela investigação de materiais bidimensionais com base em dicalcogenetos dos metais de transição dos grupos 8 a 11, foi encontrado que a fraca interação entre camadas, típica de materiais bidimensionais, ocorre em sistemas com metais de transição dos grupos 8 e 10, enquanto uma grande contribuição de ligações químicas foi observada nos demais materiais. As monocamadas semicondutoras identificadas também possuem metais de transição dos grupos 8 e 10, e as tendências químicas de deslocamentos de bandas puderam ser explicadas e utilizadas com a regra de Andersonpara prever tipos de junções em heterobicamadas. Com os exemplos das heterobicamadas de MQ2 (M = Mo, Ni, Pt; Q = S, Se), foi encontrado que embora a ligação entre camadas seja dominada por interações fracas, o acoplamento entre camadas pode influenciar singnificativamente o band gap além da aproximação da regra de Anderson. Dois mecanismos são cruciais para esses efeitos, especificamente, hibridizações de estados eletrônicos entre camadas e a formação de dipolo elétrico na interface, que foi explicada por um modelo físico simples. Na heterobicamada MoS2/PtSe2 , foi observado que uma fotoexcitação no band gap de MoS2 gera transferência de elétrons para PtSe2 em uma taxa mais rápida que a transferência de buracos, levando a uma separação efetiva de carga, apesar do alinhamento tipo-I. As transferências dos dois portadores são influenciadas por cruzamentos de níveis induzidos pelo dipolo interfacial causado pela desigualdade na transferência de carga
- Imprenta:
- Local: São Carlos
- Data de publicação: 2021
- Data da defesa: 11.08.2021
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
BESSE, Rafael. Ab initio study of structural, energetic, and electronic properties of two-dimensional transition metal dichalcogenides. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-07102021-161625/. Acesso em: 17 out. 2024. -
APA
Besse, R. (2021). Ab initio study of structural, energetic, and electronic properties of two-dimensional transition metal dichalcogenides (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-07102021-161625/ -
NLM
Besse R. Ab initio study of structural, energetic, and electronic properties of two-dimensional transition metal dichalcogenides [Internet]. 2021 ;[citado 2024 out. 17 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-07102021-161625/ -
Vancouver
Besse R. Ab initio study of structural, energetic, and electronic properties of two-dimensional transition metal dichalcogenides [Internet]. 2021 ;[citado 2024 out. 17 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-07102021-161625/ - 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'
- Prediction of Effective Photoelectron and Hole Separation in Type‑I MoS2/PtSe2 van der Waals Junction
- 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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- Electronic properties of two-dimensional transition metal dichalcogenides based on Fe-, Co-, Ni-, Cu-groups and their van der Waals heterostructures
- Ab initio investigation of topological phase transitions induced by pressure in trilayer van der Waals structures: the example of h-BN/SnTe/h-BN
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- Stacking order effects on the electronic and optical properties of graphene/transition metal dichalcogenide Van der Waals heterostructures
- Vertical heterostructures built from graphene and transition metal dichalcogenides for photovoltaic applications
- Investigação das Propriedades Estruturais e Energéticas de Calcogenetos Bidimensionais de Cobre através de Cálculos da Teoria do Funcional da Densidade
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.76.2021.tde-07102021-161625 (Fonte: oaDOI API)
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