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Seminário de Física da Matéria Condensada

05/10 - 5a feira - 11h00
Sala 429 - 4o andar da torre nova

Palestrante: Marcelo Albuquerque (UFF)

Título: Defeitos Intrínsecos e Oxidação em Fosforeno: Uma Comparação
Sistemática com o Grafeno

Resumo: O fosforeno, uma monocamada esfoliada do f´osforo negro bulk, tem sido extensivamente estudado
devido `as suas not´aveis propriedades eletr?onicas e mec?anicas e ao alto potencial para aplica¸c?ao em dispositivos
´optico-eletr?onicos. Ele possui gap direto no ponto ? em torno de 1,0 eV [1]. Por´em, esse material
reage fortemente na presen¸ca de oxig?enio e luz [2], degradando ap´os um curto per´?odo de tempo. Ao
contr´ario, o grafeno, monocamada esfoliada a partir do grafite, n?ao reage a contaminantes ambientes t?ao
facilmente. Al´em disso, o grafeno ´e um semi-metal de gap nulo e possui alta mobilidade de portadores de
carga [3]. Ap´os a s´?ntese desses materiais, eles apresentam defeitos intr´?nsecos de car´ater at?omico [4, 5],
podendo influenciar no processo de oxida¸c?ao.
Neste trabalho, realizamos um estudo sistem´atico sobre a estabilidade desses materiais, pristinos
ou com defeitos, sujeitos `a oxida¸c?ao, a fim de entender como esse processo ocorre e se os defeitos s?ao um
fator importante nesse processo. Para isso, la¸camos m?ao da teoria do funcional da densidade (DFT) [6],
utilizando funcional PBE-GGA de troca e correla¸c?ao eletr?onica [7]. Fizemos c´alculos com os materiais
pristinos, fosforeno com 140 ´atomos de f´osforo, e grafeno com 128 ´atomos de carbono, sujeitos `a oxida¸c?ao,
bem como c´alculos com esses materiais sujeitos a defeitos de Stone-Wales (SW), vac?ancias simples (SV)
e dupla (DV), com e sem incorpora¸c?ao do oxig?enio. Para compreendermos como esses materiais oxidam
e como essa incorpora¸c?ao ocorre, fizemos diversos c´alculos de poss´?veis configura¸c?oes em que isso poderia
acontecer.
Assim, foi poss´?vel ter o conhecimento de quais configura¸c?oes s?ao mais est´aveis. Por meio de
c´alculos de energia de forma¸c?ao dos defeitos e da incorpora¸c?ao do oxig?enio nos materiais, conclu´?mos
que a oxida¸c?ao do fosforeno ocorre principalmente em s´?tios afastados dos defeitos instr´?nsecos, j´a que a
presen¸ca destes defeitos intr´?nsecos n?ao diminui de forma significativa a energia de forma¸c?ao. No caso do
grafeno, s´o haver´a oxida¸c?ao consider´avel caso o material apresente alta densidade de defeitos intr´?nsecos,
uma vez que a energia de forma¸c?ao para formar um defeito SV ou DV ´e bem maior que no caso do
fosforeno