Estudo teórico experimental de nanocamadas de Antimônio.

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dc.contributor.advisorMazzoni, Mário Sérgio de Carvalhopt_BR
dc.contributor.advisorBarboza, Ana Paula Moreirapt_BR
dc.contributor.authorJammal, Nathany Ferreira
dc.contributor.refereeMazzoni, Mário Sérgio de Carvalhopt_BR
dc.contributor.refereeOliveira, Alan Barros dept_BR
dc.contributor.refereePinto, Elisângela Silvapt_BR
dc.date.accessioned2023-06-12T21:12:14Z
dc.date.available2023-06-12T21:12:14Z
dc.date.issued2023pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractA promessa de encontrar uma nova e excitante física nos materiais bidimensionais (2D), a qual poderá levar a importantes aplicações em nanotecnologia, foi, e continua sendo, o motor para a investigação nesse campo em grande aceleração em nível mundial. Entretanto, quando falamos em materiais 2D semicondutores, enfrentamos restrições em suas aplicações, já que muitos possuem gaps de energia menores que 2,0 eV, o que limita muito suas aplicações, especialmente em dispositivos optoeletrônicos. Novos semicondutores 2D, como arseneno e antimoneno, que apresentam gaps maiores e alta estabilidade, foram previstos com base em cálculos por primeiros princípios. Curiosamente, embora As e Sb sejam normalmente semimetais, eles se tornam semicondutores com gaps indiretos de 2,49 e 2,28 eV respectivamente, quando esfoliados em uma camada atômica. Sob pequena tensão biaxial, estes materiais podem ser transformados de semicondutores de gap indireto para semicondutores de gap direto. Mudanças tão consideráveis na estrutura eletrônica poderiam abrir caminho para transistores com alta razão on/off baseados em materiais bidimensionais. A caracterização desses materiais é primordial para sua aplicabilidade: é extremamente importante compreender os efeitos, em escala atômica, produzidos por mecanismos externos em sua estrutura a fim de controlar suas propriedades. Neste trabalho, objetivamos estudar, teórica e experimentalmente, camadas de antimônio, na escala nanométrica, utilizando técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda e cálculos por primeiros princípios. Nos cálculos, procuramos por um efeito ou fenômeno que possa ser identificado nos experimentos de microscpopia subsequentes. Encontramos, de fato, que, diferententemente de outros materiais 2D, monocamadas de antimoneno podem se romper em um efeito relacionado à interação com outras moléculas via transferência de carga, e essa transferência de carga pode ser controlada por pressão. Nos experimentos, encontramos algumas situações que podem ser interpretadas no contexto dessas previsões teóricas.pt_BR
dc.description.abstractenThe promise of finding an exciting new physics in two-dimensional materials, which could lead to important applications in nanotechnology has been the motivation for research in this field, which is growing worldwide. However, when we refer to 2D semiconductor materials, we find restrictions in their applications, because, in many cases, they have energy gaps smaller than 2.0 eV, which restricts their applications, especially in optoelectronic devices with photoresponse in the blue and UV range. New 2D semiconductors, like arsenene and antimonene, with large gaps and high stability, were predicted by theoretical calculations. Interestingly, although As and Sb are normally semimetals, they can be turn in indirect semiconductors with gaps of 2.49 and 2.28 eV when exfoliated into atomic layers. Under small biaxial stress, these materials can be transformed from indirect gap semiconductors to direct gap semiconductors. Such strong changes in electronic structure could be the way for transistors with high on/off ratio based on two-dimensional materials. The characterization of these materials is essential for their applicability: it is extremely important to understand the effects, on an atomic scale, produced by external mechanisms in their structure to control their properties. In this work we want to study, theoretical and experimentally, antimony layers at the nanometric scale using Scanning Probe Microscopy techniques and ab initio calculations (DFT). In the calculations, we look for an effect or phenomenon that can be identified in subsequent microscopy experiments. We found, in fact, that, unlike other 2D materials, monolayers of antimonene can break down in an effect related to interaction with other molecules via charge transfer, and this charge transfer can be controlled by pressure. In the experiments, we found some situations that can be interpreted in the context of these theoretical predictions.pt_BR
dc.identifier.citationJAMMAL, Nathany Ferreira. Estudo teórico experimental de nanocamadas de Antimônio. 2023. 70 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16764
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 06/06/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite a adaptação.pt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/us/*
dc.subjectAntimonenopt_BR
dc.subjectTeoria do funcional da densidadept_BR
dc.titleEstudo teórico experimental de nanocamadas de Antimônio.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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