Browsing by Author "Freitas, Wellington Damaceno de"

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    Electromechanical modulations in transition metal dichalcogenide nanosheets : implications for environmental sensors.
    (2021) Bessa, Maurício Vasconcelos; Freitas, Wellington Damaceno de; Neme, Natália Paz; Martins, Luiz Gustavo Pimenta; Barboza, Ana Paula Moreira; Matos, Matheus Josué de Souza; Mazzoni, Mário Sérgio de Carvalho; Neves, Bernardo Ruegger Almeida
    Transition metal dichalcogenides (TMDs) are key players in the two-dimensional materials nanoarena due to their exquisite optoelectronic properties under a standard environment (room temperature and atmospheric pressure). Nevertheless, as reported in the literature, they may also portray interesting physical properties under different environments. Here, we show two distinct and significant electromechanical modulations in TMD nanosheets which are tuned by the environmental conditions (applied pressure and adsorbents). Using scanning probe microscopy techniques, we modify the environmental conditions and observe steplike rises in the electrical response of all studied TMDs (MoS2, WS2, MoSe2, and WSe2monolayers and few layers). Ab initio calculations enable full understanding of specific mechanisms behind these electromechanical modulations, which may find important applications in the design of TMD-based environmental sensors.
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    Estudo de primeiros princípios de poucas camadas de dicalcogenetos de metal de transição sob pressão.
    (2019) Freitas, Wellington Damaceno de; Matos, Matheus Josué de Souza; Mazzoni, Mário Sérgio de Carvalho; Matos, Matheus Josué de Souza; Silveira Júnior, Orlando José; Barboza, Ana Paula Moreira
    Recentemente, o estudo sobre os materiais 2D tem apresentado resultados interessantes no que diz respeito à modulação de propriedades ópticas, estruturais e eletrônicas quando submetidos a deformações. Neste trabalho, utilizando cálculos de primeiros princípios, foram reportados resultados do estudo de compressão de uma classe de materiais 2D, conhecidos como dicalcogenetos de metais de transição (TMDs), quando são submetidos a uma pressão externa uniaxial no eixo perpendicular ao plano dos materiais. Em particular, estudamos os materiais 1H-MX2, onde podemos ter M=Mo e W e X=S,Se e Te. A principal motivação para o estudo são resultados de caracterização eletromecânica com injeção de carga e compressão dos TMDs realizados por experimentos de microscopia de varredura por sonda. Os resultados à temperatura ambiente mostram que existe um aumento na quantidade de carga injetada no material, quando se aumenta a força, com o surgimento de dois patamares. Isso é um indicativo que está ficando mais fácil injetar mais carga e que o material pode estar sofrendo uma alteração nas propriedades eletrônicas, com, por exemplo, uma transição semicondutor-metal (SM). Os resultados experimentais com temperatura elevada (acima de 120º) mostram um comportamento diferente na injeção de carga com o surgimento de apenas um patamar. Utilizando a teoria do funcional da densidade, como implementado no código SIESTA, modelamos a aplicação de pressão uniaxial nos materiais e descrevemos a transição SM com base nas deformações que ocorrem nos materiais. Diferentes números de camadas sob pressão foram analisadas. Os resultados obtidos explicam qualitativamente a transição SM para o caso de temperatura elevada. No caso de temperatura ambiente, moléculas podem ser encontradas na superfície dos materiais. Nos experimentos de pressão essas moléculas, ou átomos, podem se ligar a superfície dos TMDs causando uma transição SM diferente. Com essa suposição foram realizados cálculos onde átomos de hidrogênio podem se ligar aos calcogenetos dos TMDs. Os resultados mostram uma fenomenologia rica na descrição das transições. O processo de hidrogenação faz a primeira camada dos materiais sofrerem a transição e com a pressão adicional as outras camadas sofrem transições por deformação.