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Previous issue date: 2008-08-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, we performed an analysis of the structural and electronic stability of nanostructures
of Boron Nitride (BN), such as layers, tubes and cones, when doped with Carbon,
through first-principles calculations as implemented in code SIESTA. We found that substitutional
doping of Carbon for either a single Boron or a single Nitrogen atom produces significant
changes in the conductive properties of each material. Such replacement process transforms the
formerly insulating material, in a n-type conductor, donnor of electrons, for Boron replaced by
Carbon, and the p-type, acceptor of electrons, for the Nitrogen substitution. Furthermore, we
also performed calculations with spin-polarization and found occurrence of spontaneous magnetization
of 1μB for all doped structures, except for tube (6,0), which presented a magnetic
moment of 0;2μB. This magnetization is attributed to the unpaired electron located in the pz
orbital of carbon. It was also noted that the doped layers become more energetically stable as
the number of atoms increases. To the tubes, increased stability occurs with the increase in
diameter combined with the consequent increase in the number of atoms. At the cones, stability
energy is reduced with the increase in the angle of disclination. These effects are the result
of a combination of percentage concentration of the defect and the greater or lesser degree of
hybridization. / Neste trabalho, fizemos uma análise da estabilidade estrutural e eletrônica de nanoestruturas
de Nitreto de Boro (BN), tais como planos, tubos e cones, quando dopadas com carbono,
através do uso de cálculos de primeiros princípios como implementado no código SIESTA. Encontramos
que a dopagem substitucional de carbono por boro ou nitrogênio provoca mudanças
significativas nas propriedades condutoras de cada material. Tais substituições transformam o
material que antes era isolante, em condutor do tipo n, doador de elétrons, para o boro substituído
pelo carbono, e do tipo p, receptor de elétrons, para a substituição do nitrogênio. Além
disso, realizamos cálculos com polarização de spin e verificamos a ocorrência de um momento
magnético de 1μB para todas as estruturas dopadas, com exceção do tubo (6;0) que apresentou
um momento magnético de 0;2μB. Essa magnetização é atribuída ao elétron desemparelhado
localizado no orbital pz do carbono. Foi verificado também que os planos dopados se tornam
mais estáveis energeticamente à medida que o número de átomos aumenta. Para os tubos, o
aumento da estabilidade ocorre com o aumento do diâmetro combinado com o consequente
aumento do número de átomos. Já nos cones, a estabilidade energética é diminuída com o aumento
do ângulo de disclinação. Esses efeitos são fruto de uma combinação entre porcentagem
de concentração do defeito e do maior ou menor grau de hibridização.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5734 |
| Date | 21 August 2008 |
| Creators | Gonçalves, Rebeca Dourado |
| Contributors | Moraes, Fernando Jorge Sampaio |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Física, UFPB, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| 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, 2075167498588264571 |
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