Estudo teórico de dopagem substitucional de carbono em monocamada de fosforeno.

Abstract

Neste trabalho, através de cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade(DFT), foram examinados as propriedades estruturais, eletrônicas e a estabilidade energética de impurezas de carbono substitucional em monocamada de fosforeno. Foram investigados defeitos de carbono na monocamada de fosforeno para diversas configurações estruturais e concentrações de impureza. Dentre elas, os defeitos em linhas de carbono nas direções zig-zag e na direção armchair. Os resultados indicam que para todas as diferentes configurações de dopagem consideradas, os processos são exotérmicos, sendo que, para as configurações mais estáveis, as energias de formação por átomo de carbono são de 2,35 eV/átomo e 2,36 eV/átomo. Foi verificado também que a presença da impureza de carbono substitucional na monocamada de fosforeno dá origem a utuações na densidade de carga. As impurezas se comportam como impurezas do tipo aceitadoras, recebendo cargas dos átomos de fósforo vizinhos, resultando, dessa forma, em uma dopagem do tipo-p. Além disso, foi verificado que a presença da impureza na folha de fosforeno, para algumas configurações, induziu a transição de gap direto da monocamada de fosforeno para gap indireto e para outras configurações, observou-se o caráter metálico.