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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85551| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Condições de contorno para nanofitas de fosforeno com bordas enviesadas |
| Autor(es): | Costa, Tiago da Silva |
| Orientador: | Pereira Júnior, João Milton |
| Palavras-chave em português: | Fosforeno;Nanofitas;Modelo tight-bindind;Modelo contínuo |
| Palavras-chave em inglês: | Phosphorene;Nanoribbons;Tight-binding model;Continuum model |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
| Data do documento: | 2026 |
| Citação: | COSTA, Tiago da Silva. Condições de contorno para nanofitas de fosforeno com bordas enviesadas. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Resumo: | O fosforeno, uma monocamada de fósforo negro, apresenta uma estrutura do tipo favo-de-mel em vista superior e ondulada nas demais direções. Isto se deve à hibridização do tipo sp³, na qual cada átomo de fósforo estabelece três ligações covalentes com átomos vizinhos na monocamada. Em razão disso, nanoestruturas baseadas em fosforeno podem apresentar diferentes terminações de borda, chamadas de normais e enviesadas, do tipo zigzag e armchair. Na descrição teórica efetiva da monocamada de fosforeno, a literatura dispõe de modelos tight-binding que consideram duas, cinco e dez interações de hoppings. Inicialmente, esta pesquisa empregou esses modelos para descrever a estrutura de bandas do sistema infinito, explorando o papel de cada conexão energética entre os sítios nas três modelagens teóricas. Constatou-se que ajustes nas intensidades das interações, tanto no plano quanto fora dele, podem alterar drasticamente as dispersões eletrônicas das bandas de energia do sistema. Em seguida, utilizando as três modelagens tight-binding, foram estudadas nanofitas de fosforeno com diferentes larguras e distintos tipos de terminações de bordas: zigzag normal, armchair normal, zigzag enviesada e armchair enviesada. Resultados sobre as relações de dispersão e as funções de onda dos estados de borda foram discutidos. Verificou-se, no caso de nanofitas com bordas zigzag normais e armchair enviesadas, que ajustes nas contribuições de interação permitem que estados de borda quase-planos se tornem perfeitamente planos. Como perspectiva, pretende-se empregar a aproximação do contínuo, derivada da expansão em série de Taylor em torno do ponto Γ do modelo tight-binding, para descrever as propriedades eletrônicas das diferentes nanofitas de fosforeno. Para tal, serão propostas condições de contorno adequadas para descrever as propriedades eletrônicas de nanofitas de fosforeno com bordas enviesadas e normais. Os resultados analíticos poderão, então, ser comparados com aqueles fornecidos pelos modelos tight-binding. Por fim, busca-se demonstrar a dependência do bandgap em função da largura das nanofitas. |
| Abstract: | Phosphorene, a monolayer of black phosphorus, exhibits a honeycomb-like structure in top view and a puckered structure in other directions. This is due to sp3 hybridization, in which each phosphorus atom establishes three covalent bonds with neighboring atoms in the monolayer. As a result, phosphorene-based nanostructures can present different edge terminations, called normal and skewed, of the zigzag and armchair type. In the effective theoretical description of the phosphorene monolayer, the literature provides tight-binding models that account for two, five, or ten hopping interactions. Initially, this research employed these models to describe the band structure of the infinite system, exploring the role of each energetic connection between sites in the three theoretical models. It was found that adjustments in the interaction strengths, in-plane and out-of-plane, can drastically change the electronic dispersions of the system’s energy bands. Subsequently, using the three tight-binding models, phosphorene nanoribbons with different widths and distinct edge termination types were studied: normal zigzag, normal armchair, skewed zigzag, and skewed armchair. Results on the dispersion relations and wave functions of edge states were discussed. It was verified, for the case of nanoribbons with normal zigzag and skewed armchair edges, that adjustments in the interaction contributions allow quasi-flat edge states to become perfectly flat. As a perspective, it is intended to employ the continuum approximation, derived from the Taylor series expansion around the Γ point of the tight-binding model, to describe the electronic properties of different phosphorene nanoribbons. To this end, suitable boundary conditions will be proposed to describe the electronic properties of phosphorene nanoribbons with skewed and normal edges. The analytical results can then be compared with those provided by the tight-binding models. Finally, we seek to demonstrate the dependence of the bandgap on the width of the nanoribbons. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85551 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DFI - Dissertações defendidas na UFC |
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