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Title in Portuguese: Propriedades eletrônicas e de transporte em nanoestruturas de metais de transição dicalcogenados
Author: Costa, Ana Luiza Mariano Torres
Advisor(s): Barros, Eduardo Bedê
Keywords: Estrutura eletrônica
Transporte eletrônico
Teoria da densidade funcional
Nanomateriais
Issue Date: 2019
Citation: COSTA, A. L. M. T. Propriedades eletrônicas e de transporte em nanoestruturas de metais de transição dicalcogenados. 2019. 74 f. Tese ( Doutorado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: Nessa tese estudamos as propriedades eletrônicas e de transporte de heterojunções formadas por diferentes camadas de tipos distintos de TMDCs, que são materiais tridimensionais compostos por camadas triatômicas do tipo MX2, onde M representa um átomo da família dos metais de transição e X representa um átomo da família dos calcogênios. Utilizamos a teoria do funcional da densidade do Inglês Density Functional Theory (DFT), para o estudo das propriedades eletrônicas dos sistemas considerando MoS2, MoSe2, WS2 e WSe2 cuja estrutura de bandas é semicondutora e NbS2, NbSe2, CoS2 e CoSe2 que são TMDCs metálicos. Tendo essas características como base, foram hipotetizadas heterojunções verticais formadas por uma camada metalica empilhada sob uma camada semicondutora. Esta configuração dupla é o que conhecemos como bicamada ou bilayer. Heterojunções formadas por camadas metálicas também foram estudadas. No modelo empregado nesta tese para estrutura eletrônica foi considerada a contribuição do spin para a estrutura de bandas. Os resultados mostram que o spin tem relevância considerável apontando este tipo de estrutura como potencial candidata à aplicações no ramo emergente da spintrônica no futuro. Além disto, a partir das bicamadas originais foram construídos modelos para o estudo do transporte eletrônico na direção transversal ao plano das camadas. Para tanto, foi empregado o formalismo de Landauer–Büttiker para o transporte balístico. Os resultados para a condutância quântica mostraram que a mesma é fortemente dependente das componentes de spin, também apresentando um comportamento de diodo, não apenas na junção metal-semicondutor mas também na junção metal-metal. Por fim, também foi investigado como as propriedades eletrônicas de uma trilayer de MoS2 são modificas quando a mesma é submetida a uma tensão axial.
Abstract: In this thesis we study the electronic and transport properties of heterojunctions formed by di erent layers of distinct types of TMDCs, which are three-dimensional materials composed of triatomic layers of type MX2, where M represents an atom of the transition metal family and X represents a atom of the calcogens family. We use the Density Functional Theory (DFT) functional theory for the study of the electronic properties of the systems considering MoS2, MoSe2, WS2 and WSe2 whose band structure is semiconductor and NbS2, NbSe2, CoS2 and CoSe2 which are metal TMDCs. Having these characteristics as a base, vertical heterojunctions formed by a metallic layer stacked under a semiconductive layer were hypothesized. This double con guration is what we know as bilayer. Heterojunctions formed by metallic layers were also studied. In the model used in this thesis for electronic structure was considered the contribution of spin to the structure of bands. The results show that spin has considerable relevance pointing to this type of structure as a potential candidate for applications in the emerging branch of spintronics in the future. In addition, from the original bilayers were constructed models for the study of the electronic transport in the transverse direction to the plane of the layers. For this, the formalism of Landauer-B uttiker was used for ballistic transport. The results for the quantum conductance showed that it is strongly dependent on the spin components, also showing a diode behavior, not only in the metal-semiconductor junction but also in the metal-metal junction. Finally, it has also been investigated how the electronic properties of a MoS2 trilayer are modi ed when it is subjected to an axial stress.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/43592
metadata.dc.type: Tese
Appears in Collections:DFI - Teses defendidas na UFC

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