Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Ab initio STUDY OF ADVANCED MATERIALS: THE CASES OF FeGa3 AND BOROPHENE
JUAN CAMILO ALVAREZ QUICENO
TESE
25/08/2017

Esta tese aborda cálculos de primeiros princpios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) para o estudo de FeGa3 e borophene. O trabalho tem como objetivo explicar alguns enigmas -até agora- não resolvidos sobre esses materiais, permitindo uma melhor descrição física deles. Possíveis aplicações tecnológicas também foram estudadas. FeGa3 é um semicondutor intermetálico incomum que apresenta respostas magnéticas intrigantes ao ajuste de suas propriedades eletrônicas através do doping. Há muita controvérsia na literatura quanto à sua configuração magnética mais estável, bem como aos mecanismos envolvidos. Desta forma, este trabalho está focado em entender esse fenômeno e resolver essas controvérsias. Estudamos a formação de defeitos pontuais intrínsecos e extrínsecos em FeGa3 e a evolução do magnetismo com a concentração de impurezas. A configuração magnética depende fortemente da carga, concentração e distribuição, levando ao aparecimento de interações não magnéticas, ferromagnéticas ou mesmo antiferromagnéticas com caráter localizado ou itinerante segundo o caso. Além disso, FeGa3 tem sido proposto para aplicação em dispositivos termoelétricos. No entanto, apresenta baixa figura de mérito. Assim, estudamos outros sistemas com características semelhantes. Entre eles, propomos IrGa3 como um material termoelétrico promissor com melhores propriedades do que FeGa3. Folhas cristalinas 2D de boro, conhecidas como borofeno, são o tipo de materiais 2D mais recentemente descoberto, e há muito pouco conhecido sobre eles. As estruturas reportadas apresentam respostas diferentes quando expostas a condições ambiente. Assim, modelamos a dinâmica de oxidação do borofeno e argumentamos que a diferença nas estruturas pode ser devida ao processo de oxidação. Em relação à sua possível funtionalização para aplicações nanoeletrônicas, investigamos o estado eletrônico e magnético induzido por metais de transição adsorvidos na configuração de borofeno mais estável.

FeGa;Borofeno;Teoria do funcional da densidade
This thesis deal with first–principles, density functional theory calculations to study FeGa3 and borophene. The work is aimed to explain some -until now- unsolved puzzles on these materials which allows a better physical description of them. Likewise, we study possible technological applications. FeGa3 is an unusual intermetallic semiconductor that presents intriguing magnetic responses to the tuning of its electronic properties through doping. There is much controversy in the literature regarding its most stable magnetic configuration, as well as on the mechanisms involved. Thereby this work is focused on understand this phenomena and solve these controversies. We study the formation of intrinsic and extrinsic point defects on FeGa3 and the evolution of magnetism with the concentration of impurities. The magnetic configuration strongly depends on the charge, concentration and distribution, leading to the appearance of non-mangetic, ferromagnetic or even antiferromagnetic interactions with localized or itinerant character according to the case. In addition, FeGa3 has been proposed for application in thermoelectric devices. However, it exhibits low thermoelectric figure of merit. Thus, we study other possible systems with similar characteristics. Between them, we propose IrGa3 as a promising thermoelectric material with better properties than FeGa3. In a parallel development, we studied crystalline 2D boron sheets, known as borophene. These are the most recently-discovered type of 2D materials, and very little is known about them. The reported structures shown different responses when exposed to ambient conditions. Thus, we modeled oxidation dynamics of borophene and argument that the difference in the structures can be due to the oxidation process. Regarding possible funtionalization of borophene for nanoelectronic applications, we investigate the electronic and magnetic states induced by transition metals adsorbed on the stablest borophene configuration
FeGa3;Borophene;Density Functional Theory
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INGLES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

FÍSICA
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Banca Examinadora

GUSTAVO MARTINI DALPIAN
DOCENTE - PERMANENTE
Não
Nome Categoria
CARLOS RETTORI Docente - PERMANENTE
ANTONIO TAVARES DA COSTA JUNIOR Participante Externo
MATHEUS PAES LIMA Participante Externo
JOSE ANTONIO SOUZA Docente - PERMANENTE
ADALBERTO FAZZIO Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 40
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 8

Vínculo

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Não