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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo de efeito spin-orbita na adsorção de Bi em superfícies de Si(111)
metadata.dc.creator: Oliveira, Caio Estevão de
metadata.dc.contributor.advisor1: Schmidt, Tomé Mauro
metadata.dc.contributor.referee1: Vernek, Edson
metadata.dc.contributor.referee2: Lima, Matheus Paes
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho consiste em uma análise profunda via ab initio de superfícies Bi/Si(111) a fim de caracterizar magnetismo, bandas e propriedades topologicas. Inicialmente, fizemos uma revisao detalhada das bases teóricas para caracterizacao de sistemas topologicos e da Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Vale ressaltar que na revisao dos metodos de caracterizacao de isolantes topologicos, partimos dos conceitos fundamentais apresentados por M.V Berry indo ate os metodos das funcoes de Wannier e da paridade. Com tais ferramentas em maos, iniciamos nossos estudos com calculos ab initio da bica- mada de Bi caracterizado-a topologicamente via paridade, assim verificamos que as propriedades topologicas da folha se dao em razao de paridade em ponto M e nao do ponto r, conforme previsto na literatura. Tambem realizamos a evolucao dos Centro de Carga de Wannier para a bicamada no intuito de comparar os resultados entre os metodos. O segundo passo consistiu no estudo de establitade de adsorçao de Bi em superfície Si( 111) V3 x V3 incluindo o efeito spin orbita, confirmamos assim, que a estrutura Milkstool e a estrutura mais estavel como previsto no calculo sem acoplamento SO e mais do que isso, o Spin-Orbita aumenta a diferenca de energia entre as estruturas concorrentes a Milkstool. Posteriormente, realizamos o calculo de bandas via DFT mostrando que SO acoplamento e pouco relevante no calculo de estrutura de bandas Milkstool. Por fim, trabalhamos em diferentes estruturas de Si-(111) e concluímos que as camadas Bi tem forte interacao com as camadas Si fazendo aparecer estados metalicos no nível de Fermi.
Abstract: This work consists on a deep analysis through ab initio of Bi/Si(111) surfaces in order to characterize magnetism, band and topological properties. Initially, we did a detailed review of the theoretical bases for characterization of topological systems and the Densty Functional Theory (DFT). It’s worth mentioning that in the review of the topological insulation characterization methods, we start from the fundamental concepts presented by M.V Berry going to the methods the Wannier functions and parity. With such tools in hand, we began our studies with ab initio calculations of the bilayer of Bi, characterizing it topologically through parity, thus we verify that the topological properties of the sheet are given by it’s parity in point M and not point r, as proposed in bibliography. We also perform the evolution of the Wannier Charge Centers for the bilayer with the intention of comparing the results between methods. The second step consists on the study of the stability of Bi’s adsorption in Si(111)y/3 x v^3 including the spin orbit coupling, thus confirming that the Milkstool Structure is the most stable structure as predicted by the calculation without SO coupling and more than that, the Spin-Orbit increases the energy difference between Milkstool and concurrent structures. Later on, we perfom band structure calculations through DFT, showing that SO coupling is little relevant in Milktool band structures calculations. Finally, we work on different Si-(111) structures and conclude that Bi layers do have strong interaction with the Si layers, displaying metallic states of Fermi level.
Keywords: Física
Estrutura eletrônica
Topologia
Bismuto
Silício
Funcionais de densidade
Adsorção
Physics
Electronic structure
Topology
Bismuth
Silicon
Density functional
Adsorption
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Administração
Citation: OLIVEIRA, Caio Estevão de. Estudo de efeito Spin-Orbita na adsorção de Bi em superfícies de Si(111). 2017. 66 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/19610
Issue Date: 24-Feb-2017
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Física

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