Estudo teórico das propriedades mecânicas e eletrônicas de sistemas bidimensionais do grupo IV sob deformações
Resumo
Neste trabalho estudamos materiais bidimensionais submetidos a deformações biaxias e uniaxiais.
Este estudo visa entender as propriedades mecânicas destes materiais e como essas deformações
afetam as propriedades eletrônicas grafeno, siliceno e germaneno. Através da teoria do funcional
da densidade (DFT), implementada no código computacional Quantum ESPRESSO (QE),
determinamos os coeficientes de Lamé, e com estes determinamos as constantes elásticas
C11 e C12. O módulo de Young e razão em duas dimensões de Poisson foram obtidos via
deformações uniaxiais nas direções armchair e zigzag. Utilizamos a aproximação de Voigt
para calcular o módulo de Bulk e módulo de Cisalhamento. Os resultados obtidos estão de
em acordo com os valores previstos na literatura para as propriedades mecânicas analisadas,
onde o grafeno apresentou ser o material mais rígido entre os estudados. Analisamos a curva de
tensão-deformação para os três materiais no regime elástico, onde foi observado uma assimetria
na tensão limite e deformação limite sendo a que apresentou maior resistência encontra-se na
direção armchair. As propriedades eletrônicas foram analisadas sob deformações uniaxias
para três regimes: na região linear (" = 0; 03), na região harmônica (" = 0; 09) e próximo
da tensão limite (" = 0; 15). Para o grafeno não observa-se mudanças significativas em suas
propriedades eletrônicas. Porém para o siliceno e germaneno observa-se o aparecimento de um
caráter autodopante com a presença de elétrons (condução do tipo n) e/ou buracos (condução do
tipo p) nas imediações do nível de Fermi, ou seja, nas proximidades do cone de Dirac. Deste
modo temos que devido a deformações e/ou tensões aplicadas pode-se controlar a condutividade
do siliceno e germaneno.
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