Estudo teórico de nanodomínios de grafeno e siliceno em carbeto de silício
Abstract
Neste trabalho foram estudadas as propriedades estruturais, ópticas e eletrônicas de monocamadas
de carbeto de silício hexagonal (h-SiC) tanto na sua forma pristina como na presença de defeitos
(nanodomínios de grafeno (h-SiC-C) e siliceno(h-SiC-Si)). As propriedades físicas destas
nanoestruturas foram obtidas utilizando o formalismo da teoria do funcional da densidade, que é
implementada no código computacional SIESTA, sendo o termo de energia de troca-correlação
descrito pelo GGA-PBE. Para modelar a interação entre os elétrons de valência e o caroço
iônico foram utilizados pseudopotenciais de norma conservada de acordo com a descrição de
Troullier-Martins. Utilizando o procedimento de Monkhorst-Pack a integração na primeira zona
de Brillouin foi realizada utilizando pontos especiais gerados por uma malha 4 4 1. As
forças foram minimizadas até que atingissem valores menores que 0,05 eV/Å isto é realizado
utilizando o teorema de Hellman-Feynmann. Os resultados mostram que todas as estruturas são
metaestáveis quando comparadas com as fases bulk e possuem caráter semicondutor. É observado
que na presença dos nanodomínios novos níveis eletrônicos são introduzidos de modo que o gap
diminua. O surgimento destes níveis se deve as ligações C-C (para a h-SiC-C) e Si-Si (para a
h-SiC-Si), como pode ser observado pela densidade de estados projetada em diferentes átomos
da supercélula. As isosuperfícies de densidade de carga mostram que para a h-SiC-C tem-se,
no nanodomínio, um caráter ligante para o topo da banda de valência (VBM) e anti-ligante
para o fundo da banda de condução (CBM). Para a h-SiC-Si tem-se um comportamento oposto,
o VBM possui um caráter anti-ligante e o CBM um caráter ligante. Foi calculado também o
coeficiente de absorção óptica. Para a forma pristina foi observado apenas um pico de absorção
de fótons paralelamente polarizados ao plano da monocamada na região do visível. Na h-SiC-C
observou-se que a quantidade de picos de absorção aumenta na faixa do visível. Na h-SiC-Si
além dos picos de absorção de fótons com polarização paralela ao plano da monocamada são
observados picos de absorção de fótons perpendicularmente polarizados ao plano.
Collections
The following license files are associated with this item: