Publicação: Estudo das Modificações Eletrônicas e Estruturais em Heteroestruturas Grafeno-Bifenileno: Utilizando métodos de primeiros princípios DFT
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
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Resumo
Esta dissertação apresenta uma investigação teórica das propriedades eletrônicas e estru-
turais de heteroestruturas grafeno-bifenileno, explorando modificações em vários aspectos,
incluindo hidrogenação, deformação mecânica e empilhamento com folhas de grafeno.
Utilizando métodos de primeiros princípios baseados em teoria do funcional da densidade
(DFT), examinamos a interação entre o grafeno e o bifenileno, revelando transferência de
carga e modificações nas estruturas de bandas antes e após a hidrogenação. Ao aplicar
deformações mecânicas, identificamos padrões notáveis nas bandas proibidas (Gap), in-
dicando um controle ajustável sobre as propriedades eletrônicas. O empilhamento com
folhas de grafeno foi investigado. A análise revelou uma realocação de carga nas estruturas,
exceto para um caso específico que apresentou uma transferência líquida entre os compo-
nentes. Além disso, ao aplicar campos elétricos externos, demonstramos controle sobre a
transferência de carga, promovendo a criação de regiões na folha de grafeno suscetíveis a
doar ou receber carga, oferecendo potenciais aplicações em dispositivos eletrônicos. Esses
resultados fornecem uma compreensão aprofundada das modificações em heteroestruturas
grafeno-bifenileno, destacando a versatilidade desses materiais e a capacidade de ajustar
propriedades eletrônicas por meio de estratégias diversas.
Abstract
This dissertation presents a theoretical investigation of the electronic and structural proper-
ties of graphene-biphenylene heterostructures, exploring modifications in various aspects,
including hydrogenation, mechanical deformation and stacking with graphene sheets. Using
first- principles methods based on Density Functional Theory (DFT), we examine the
interaction between graphene and biphenylene, revealing charge transfer and modifications
in band structures before and after hydrogenation. By applying mechanical deformations,
we identified notable patterns in the bandgaps, indicating tunable control over electronic
properties. Stacking with graphene sheets was investigated, highlighting stacking. The
analysis revealed a reallocation of load in the structures, except for one specific case that
showed a net transfer between the components. Furthermore, by applying external electric
fields, we demonstrate control over charge transfer, promoting the creation of regions in the
graphene sheet susceptible to donating or receiving charge, offering potential applications
in electronic devices. These results provide an in-depth understanding of modifications in
graphene-biphenylene heterostructures, highlighting the versatility of these materials and
the ability to tune electronic properties through diverse strategies.
Palavras-chave
Grafeno-Bifenileno, Graphene-Biphenylene, DFT, Heteroestrutura, Heterostructure, Matérias 2D, 2D materials
Citação
CONCEIÇÃO, Victor Manoel Soares da. Estudo das modificações eletrônicas e estruturais em heteroestruturas Grafeno-Bifenileno: Utilizando métodos de primeiros princípios DFT. 2024. 63 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.5144.