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Previous issue date: 2015-02-20 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Investigating the stability and electronic structure of nanomaterials is essential for their application
in electronic devices. In this thesis were analysed two types of nanostructures, a derivative
of h-BN and the other of graphene. This analysis was performed using first-principles calculations
by Density Functional Theory (DFT), implemented by the SIESTA code. First we investigated two
kinds of stacks of h-BN bilayer with impurities and by means of the calculation of interaction and
formation energies was identified the most stable bilayers, both due to the nature of the stack and
to the type impurity introduced. We also note that the combination of these two effects cause considerable
variations in the gaps of energy and impurity. We also use an electric field perpendicular
to the plane of the bilayer and observe different changes in the electronic structure related to the
permanent electric dipole moment of each nanostructure. The second nanomaterial investigated
in this work, the Carbon bicones have been proposed based on the experimental observation of
nanocones. The possibility of bicones are experimentally obtained was analyzed by comparing
the stability of these nanostructures with existing cones. It was found that some of them are as
stable as the cones, which, at least theoretically, enables the synthesis of these nanomaterials. The
effect of the electric field and impurities on the electronic structure of bicones were also analyzed,
resulting in significant changes in the state density, evidenced by the emergence of new states near
the Fermi level / Investigar a estabilidade e a estrutura eletrônica dos nanomateriais é imprescindível para a
aplicação dos mesmos em dispositivos eletrônicos. Nesta tese foram analisados dois tipos de nanoestruturas,
uma derivada do h-BN e a outra do grafeno. Tal análise foi realizada utilizando cálculos
de primeiros princípios, através da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), implementados
pelo código SIESTA. Primeiramente investigamos dois tipos de empilhamentos de bicamadas de
h-BN com impurezas e por meio das energias de interação e formação calculadas, identificamos
as bicamadas mais estáveis, tanto em função da natureza do empilhamento, quanto em relação ao
tipo de impureza introduzida. Constatamos também que a combinação destes dois efeitos, causa
consideráveis variações nos gaps de energia e de impureza. Aplicamos ainda um campo elétrico
perpendicular ao plano das bicamadas e observamos diferentes modificações na estrutura eletrônica,
relacionadas ao momento de dipolo elétrico permanente de cada nanoestrutura. O segundo
nanomaterial investigado neste trabalho, os bicones de Carbono, foram propostos tomando por
base a constatação experimental dos nanocones. A possibilidade dos bicones serem obtidos experimentalmente
foi analisada comparando a estabilidade destas nanoestruturas com a dos cones
já existentes. Foi possível constatar que alguns deles são tão estáveis quanto os cones, o que, ao
menos teoricamente, viabiliza a sintetização destes nanomateriais. O efeito do campo elétrico e
das impurezas sobre a estrutura eletrônica dos bicones também foram analisados, resultando em
mudanças relevantes na densidade de estado, evidenciadas através do surgimento de novos estados
próximos ao nível de Fermi.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/7995 |
| Date | 20 February 2015 |
| Creators | Lopes, Mirleide Dantas |
| Contributors | Azevedo, Sérgio André Fontes |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Física, UFPB, Brasil, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8949983414395757341, 600, 600, 600, 600, -6618910597746734213, -8327146296503745929, -2555911436985713659 |
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