dc.creator | Kremer, Luiz Felipe | |
dc.date.accessioned | 2018-07-30T19:42:34Z | |
dc.date.available | 2018-07-30T19:42:34Z | |
dc.date.issued | 2018-02-20 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/13951 | |
dc.description.abstract | In this work the structural, optical and electronic properties of hexagonal monolayer compounds
of silicon carbide (h-SiC) in pristine form and in the presence of defects like graphene (h-
SiC-C) and silicene (h-SiC-Si) nanodomains were studied. The physical properties of these
nanostructures were obtained within the Density Funcional Theory framework as implemented in
the SIESTA code, where the term of exchange-correlation energy is described by the GGA-PBE.
To modulate the interactions between the valence electrons and the ionic core, norm conserved
pseudopotencials were used, according the description of Troullier-Martins. The integration of
the first Brillouin zone was done using special points generated by a 4 4 1 mesh within the
Monkhorst-Pack scheme. The forces were minimized using the Hellmann-Feynman theorem
until they are smaller than 0,05 eV/Å. The results show that these structures are metastable
when compared with the bulk fases and have semiconductor character. In the presence of the
nanodomains new electronic levels appear resulting in a small band gap. This occur due to the
C-C bonds (for the h-SiC-C) and Si-Si bonds (for the h-SiC-Si), as can be seen in the projected
density of states. The charge density isosurfaces show that for the h-SiC-C, in the nanodomain,
the valence band minimum (VBM) has a bonding character and the conduction band maximum
(CBM) has a anti-bonding character. The optical absorption coe cient was also calculated. In
the pristine form was observed only a single absorption peak for photons parallely polarized
to the plane of the h-SiC in the region of visible light. For the h-SiC-C were observed more
absorption peaks in the visible light region. For the h-SiC-Si besides the absorption peaks for
photons parallely polarized to the monolayer plane, were observed also peaks of absorption for
photons perpendicularly polarized to the monolayer plane. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Carbeto de silício | por |
dc.subject | Monocamadas | por |
dc.subject | Nanoestruturas 2D | por |
dc.subject | Teoria do funcional da densidade | por |
dc.subject | Silicon carbide | eng |
dc.subject | Monolayers | eng |
dc.subject | 2D Nanostructures | eng |
dc.subject | Density functional theory | eng |
dc.title | Estudo teórico de nanodomínios de grafeno e siliceno em carbeto de silício | por |
dc.title.alternative | Theoretical study of graphene and silicene nanodomains in silicon carbide | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Baierle, Rogério José | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7565203547830128 | por |
dc.contributor.referee1 | Burgo, Thiago Augusto de Lima | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5737213839553155 | por |
dc.contributor.referee2 | Rigo, Vagner Alexandre | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/8134733370926343 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/8561495065249228 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Física | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |