| dc.contributor | Schmidt, Tome Mauro | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784257P1 | |
| dc.contributor | Piovesan, Erick | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4737846A2 | |
| dc.contributor | Torre, Liliana Sanz de La | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4703215E2 | |
| dc.contributor | Venezuela, Pedro Paulo de Mello | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723691J2 | |
| dc.contributor | Carvalho, Vagner Eustáquio de | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783131H6 | |
| dc.creator | Fernandes, Marcelo | |
| dc.date | 2016-06-22T18:42:59Z | |
| dc.date | 2015-05-28 | |
| dc.date | 2016-06-22T18:42:59Z | |
| dc.date | 2014-11-14 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-28T20:29:47Z | |
| dc.date.available | 2023-09-28T20:29:47Z | |
| dc.identifier | FERNANDES, Marcelo. Propriedades eletrônicas, magnéticas e estruturais
de materiais 2D nano-estruturados. 2014. 116 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.132 | |
| dc.identifier | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15619 | |
| dc.identifier | https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.132 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9052249 | |
| dc.description | Two-dimensional (2D) systems present electronic and magnetic properties which are suitable
for nanoscale device applications. Besides the promisor 2D graphene material other 2D
systems like ZnO graphitic sheet as well other III/V, II/VI, and IV/IV compounds which are
originally in the wurtzite (WZ) structure, were predicted to transform into graphitic like structures
when formed by few layers. Some of these 2D systems are intrinsically magnetic, like
graphene and ZnO sheet, when in the nanoribbon form, due to the unsaturated edge bonds.
However most of these 2D systems have to be doped to be magnetic. The control of charge
and magnetic states in these 2D systems is a hard task. Doping with transition metals (TM) or
sp elements is a natural choice. Although some sp elements can exhibit magnetism and they
are easier to dope, they present smaller ferromagnetic (FM) stability than TM elements in 2D
systems. On the other hand, TMs exhibit higher FM coupling, either in 0D,1D,or 2D systems.
TMs doped bulk ZnO present a slightly antiferromagnetic (AFM) coupling, while thin films can
exhibit ferromagnetism at room temperature, where the magnetic coupling can only be understood
if ruled by co-defects. Although magnetism in nanostructures is potential for spintronic
applications, those systems must be in contact with other material for practical applications.
For example, the planar graphitic ZnO sheets are always onto a surface, which in general is a
metallic surface like Ag(111). To grow few layers of ZnO onto a semiconductor material, like
Si, is dificult. Usually the interface is not well defined, and a buffer between them has been
used. In this way the understanding of the interface between 2D sheets and semiconductor surfaces
is crucial for nanodevice applications. More than that, even though confined ZnO systems
TM doped present strong FM coupling, it is not known the effects on the ferromagnetism when
the ZnO is onto a metal or semiconductor surface. In this thesis, we first investigate the energetic
stability of few layers of ZnO adsorbed onto a metal Ag(111) surface, a semiconductor
Si(111) surface, graphite and graphene surface. Our results show that the ZnO layers are energetically
more stable on nonreconstructed Si(111) surface, followed by ZnO on reconstructed
Si(111)7x7, and finally on Ag(111) and graphite/graphene surfaces. TMs doped ZnO layers
onto the subtrates present diferent properties for each MT studied. We investigate either the
electronic and structural properties of interfaces between semiconductor (III/V, II/VI and IV/IV
compounds) and graphene. Our results show that AlN, ZnO and h-BN sheets onto graphene
present a interesting possibility to construct heterostructures keeping the graphene electronic
propertiers like the high mobility around the k point. | |
| dc.description | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | |
| dc.description | Doutor em Física | |
| dc.description | Sistemas bidimensionais (2D) apresentam propriedades eletrônicas e magnéticas adequadas
para ser aplicadas em dispositivos de nano escala. Ao lado do promissor material 2D - grafeno
- outros sistemas como as folhas hexagonais de ZnO bem como outros compostos do grupo
III/V, II/VI e IV/IV, que originalmente se encontram na estrutura wurtzita (WZ), são previstos
se transformarem em estrutura plana e hexagonal tipo grafite quando formada por poucas
camadas. Alguns desses sistemas 2D possuem um magnetismo intrínseco, como as nanofitas
de grafeno e ZnO, devido as ligações insaturadas das extremidades. Entretanto a maioria
desses sistemas 2D precisam ser dopados para apresentarem magnetismo. Controlar os estados
de carga e magnéticos nesses sistemas 2D é um desafio. A dopagem com metais de
transição (MT) ou elementos sp é uma escolha natural. Embora alguns elementos sp exibem
magnetismo e facilidade na dopagem, eles apresentam uma estabilidade ferromagnética (FM)
menor que os elementosMT em sistemas 2D. De outra maneira, MTs apresentam maior acoplamento
FM, tanto em sistemas 0D, 1D, como em 2D. Bulk de ZnO dopado com Co apresenta
um fraco acoplamento antiferromagnético (AFM), enquanto filmes finos de ZnO dopados com
Co podem exibir um ferromagnetismo a temperatura ambiente, onde o acoplamento magnético
somente pode ser entendido se governado por co-defeitos. O magnetismo em nanoestruturas
é um potencial para aplicações na spintrônica. Contudo para aplicações práticas, os sistemas
nanoestruturados d evem estar em contato com outro material. Por exemplo, folhas planas de
ZnO tipo-grafite se encontram sempre depositadas em uma superfície, que é geralmente um
substrato metálico de Ag(111). Crescer poucas camadas de ZnO em um material semicondutor,
como o Si é difícil. Normalmente a interface não é bem definida, sendo necessário a utilização
de um material intermediário. Desse modo, o entendimento das interfaces entre sistemas
2D e superfícies semicondutoras é crucial para aplicações em nanodispositivos. Além disso,
mesmo que MT dopantes em sistemas confinados de ZnO apresentem forte acoplamento FM,
ainda não é conhecido os efeitos no acoplamento magnético quando o ZnO está sobre uma superfície
metálica ou semicondutora. Nessa tese, nós primeiramente investigamos a estabilidade
energética de poucas camadas de ZnO adsorvidas em superfícies Ag(111) Si(111), grafite e
grafeno. Nossos resultados mostram que camadas de ZnO são mais estáveis na superfície não
reconstruída Si(111), contudo ocorre neste caso uma forte interação entre as interfaces destruindo
as características da folha de ZnO. Estudamos então, além disso, a estabilidade energética
do ZnO 2D adsorvido na superfície reconstruída Si(111)7x7, em Ag(111), e nas superfícies de
grafite e em grafeno. Estudamos o acoplamento magnético de MTs dopantes nesses sistemas
2D. Investigamos também as propriedades eletrônicas e estruturais de interfaces entre sistemas
2D formados por semicondutores (compostos III/V, II/VI, IV/IV) e grafeno. Nossos resultados
mostram que as folhas de AlN, ZnO e h-BN em grafeno apresentam uma possibilidade interessante
na construção de heteroestruturas em que as propriedades eletrônicas do grafeno como a
alta mobilidade no ponto k se mantém. | |
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| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Uberlândia | |
| dc.publisher | BR | |
| dc.publisher | Programa de Pós-graduação em Física | |
| dc.publisher | Ciências Exatas e da Terra | |
| dc.publisher | UFU | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | ZnO | |
| dc.subject | AlN | |
| dc.subject | H-BN | |
| dc.subject | SiC | |
| dc.subject | Interface | |
| dc.subject | Semicondutores forma-grafítica | |
| dc.subject | Metais
de transição | |
| dc.subject | Acoplamento magnético | |
| dc.subject | Sistemas 2D nanoestruturados | |
| dc.subject | Heteroestruturas | |
| dc.subject | Semicondutores | |
| dc.subject | Graphitic-like semiconductors | |
| dc.subject | Transition metals | |
| dc.subject | Magnétic coupling | |
| dc.subject | Nano-structured 2D | |
| dc.subject | Heterostructures | |
| dc.subject | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | |
| dc.title | Propriedades eletrônicas, magnéticas e estruturais
de materiais 2D nano-estruturados | |
| dc.type | Tese | |
