Estudo teórico experimental de nanocamadas de Antimônio.
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Data
2023
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Resumo
A promessa de encontrar uma nova e excitante física nos materiais bidimensionais (2D), a qual
poderá levar a importantes aplicações em nanotecnologia, foi, e continua sendo, o motor para a
investigação nesse campo em grande aceleração em nível mundial. Entretanto, quando falamos
em materiais 2D semicondutores, enfrentamos restrições em suas aplicações, já que muitos possuem gaps de energia menores que 2,0 eV, o que limita muito suas aplicações, especialmente
em dispositivos optoeletrônicos. Novos semicondutores 2D, como arseneno e antimoneno, que
apresentam gaps maiores e alta estabilidade, foram previstos com base em cálculos por primeiros princípios. Curiosamente, embora As e Sb sejam normalmente semimetais, eles se tornam
semicondutores com gaps indiretos de 2,49 e 2,28 eV respectivamente, quando esfoliados em
uma camada atômica. Sob pequena tensão biaxial, estes materiais podem ser transformados
de semicondutores de gap indireto para semicondutores de gap direto. Mudanças tão consideráveis na estrutura eletrônica poderiam abrir caminho para transistores com alta razão on/off
baseados em materiais bidimensionais. A caracterização desses materiais é primordial para sua
aplicabilidade: é extremamente importante compreender os efeitos, em escala atômica, produzidos por mecanismos externos em sua estrutura a fim de controlar suas propriedades. Neste
trabalho, objetivamos estudar, teórica e experimentalmente, camadas de antimônio, na escala
nanométrica, utilizando técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda e cálculos por primeiros princípios. Nos cálculos, procuramos por um efeito ou fenômeno que possa ser identificado
nos experimentos de microscpopia subsequentes. Encontramos, de fato, que, diferententemente
de outros materiais 2D, monocamadas de antimoneno podem se romper em um efeito relacionado à interação com outras moléculas via transferência de carga, e essa transferência de carga
pode ser controlada por pressão. Nos experimentos, encontramos algumas situações que podem
ser interpretadas no contexto dessas previsões teóricas.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Antimoneno, Teoria do funcional da densidade
Citação
JAMMAL, Nathany Ferreira. Estudo teórico experimental de nanocamadas de Antimônio. 2023. 70 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.