Propriedade estruturais, opticas, eletrônicas e mecânicas de materias BxCyNz 2D.
Materiais 2D, Propriedades mecânicas, Propriedades eletrônicas, Deformação, Estrutura de bandas, DFT,
Siesta.
Os avanços em nanotecnologia desde a síntese do grafeno possibilitaram a investigação de outros materiais bidimensionais
(2D), com interessantes propriedades ópticas, elétricas e mecânicas. Dada a grande diversidade de aplicações potenciais, esses
novos materiais têm sido intensamente estudados nos últimos anos. Ainda assim, a ausência de um bandgap pode limitar sua
aplicação em nanoeletrônica digital. No entanto, existem maneiras de regular a energia entre os níveis de valência e condução
de um material, permitindo assim uma nova gama de aplicações em circuitos eletrônicos. Por exemplo, isso pode ser realizado
aplicando-se deformação (strain), dopando um alótropo de carbono puro com átomos como boro e nitrogênio, ou ainda
utilizando outros materiais como o Hexagonal Boron Nitride (hBN). Para outras aplicações, como sistemas de dispositivos
eletrônicos vestíveis, o comportamento da estrutura sob deformação é vital, uma vez que, nesses sistemas, o material pode ser
submetido a um grau de deformação que comprometa sua funcionalidade. Este trabalho propõe investigar, através de
simulações baseadas no método da teoria do funcional densidade (DFT - do inglês, Density Functional Theory), novos
alótropos de carbono e materiais 2D baseados em boro, carbono e nitrogênio, bem como as propriedades eletrônicas, ópticas e
estruturais de estruturas puras ou híbridas, tanto relaxadas quanto sob deformação. Curvas de tensão-deformação foram obtidas
a partir dos cálculos e as propriedades mecânicas dos materiais escolhidos foram caracterizadas. Além disso, por meio de
cálculos de estrutura de bandas e densidade de estados, investigamos como a energia de gap varia com a deformação
controlada. Nossos resultados mostram que, para materiais 2D baseados em fulerenos, pequenas alterações na composição
podem levar a variações consideráveis na bandgap, mas não afetam significativamente as propriedades ópticas. Eles podem ser
usados para proteção contra fótons UV de alta energia ou IR de baixa energia.