Investigação de nanoporos em nitreto de boro 2D por métodos de primeiros princípios e de Monte Carlo.

Abstract

O estudo de materiais bidimensionais intensificou-se nas últimas décadas devido à grande variedade de aplicações tecnológicas que eles podem oferecer. Já faz alguns anos que o principal protagonista deste interesse crescente tem sido o grafeno, que vinha sendo estudado por métodos teóricos desde os anos 60, mas foi apenas em 2004 que pôde ser obtido experimentalmente através do processo de esfoliação. Desde então, cresceu o interesse em melhorar os métodos de obtenção e em estudar outros materiais bidimensionais com propriedades também promissoras. Neste trabalho, aplicamos cálculos de primeiros princípios com base na teoria funcional da densidade para investigar as propriedades estruturais e eletrônicas de nanoporos em nitreto de boro hexagonal (hBN). Estudamos diferentes tamanhos de nanoporos com geometria triangular, que podem ter apenas um tipo de terminação de borda, B-H (boro-hidrogênio) ou N-H (nitrogênio-hidrogênio), e também estudamos nanoporos com geometrias hexagonais que têm uma mistura estequiométrica entre terminações N-H e B-H. Estes cálculos serviram de base para a parametrização de um modelo de ligação. Tal modelo simplifica um problema complexo de muitos átomos permitindo fazer previsões analíticas e também implementar um algoritmo Monte Carlo, o que torna viável um estudo rápido da estabilidade dos poros em hBN a diferentes temperaturas e ambientes químicos.