Investigação das propriedades eletrônicas dos materiais MQx (m = Cu, AG; q = s, se, te; x = 0.0 - 2.0) através de cálculos de Teoria do Funcional da Densidade

• Processo: 18/17460-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Juarez Lopes Ferreira da Silva
• Beneficiário: Guilherme Kazuo Inui
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Empresa: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC)
• Vinculado ao auxílio: 17/11631-2 - CINE: desenvolvimento computacional de materiais utilizando simulações atomísticas, meso-escala, multi-física e inteligência artificial para aplicações energéticas, AP.PCPE
• Assunto(s): Materiais bidimensionais Semicondutores Propriedades eletrônicas Sistemas fotovoltaicos Dicalcogenetos de metais de transição Teoria do funcional da densidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Materiais bidimensionais | Propriedades Eletrônicas | teoria do funcional da densidade | Vienna Ab initio simulation package | Cálculos Ab Initio Aplicados no Estudo de Materiais

Resumo

A obtenção de semicondutores bidimensionais com propriedades específicas como band gap, densidade de portadores de carga, etc, é um aspecto fundamental para o desenvolvimento de várias aplicações tecnológicas, como dispositivos fotovoltaicos. Nesse aspecto, os calcogenetos, materiais com S, Se e Te na composição, são muito importantes, uma vez que a grande variedade de composições químicas e estruturas cristalinas em que são observados, possibilita obter materiais com as propriedades físicas e químicas de interesse. Dicalcogenetos de metais de transição tem sido amplamente estudados devido ao interesse em materiais bidimensionais, no entanto, o potencial dos calcogenetos vai muito além dos dicalcogenetos de metais de transição. Por exemplo, estudos recentes com calcogenetos baseados em metais do grupo 11 (Cu e Ag), demonstraram propriedades muito interessantes nesses materiais. O material Cu9 S5 foi identificado como semicondutor bidimensional tipo-p, em contraste com os semicondutores bidimensionais mais amplamente estudados, que são majoritariamente tipo-n, e além disso recentemente observou-se que uma fase de Ag2S é um semicondutor com ductibilidade próxima a de metais em temperatura ambiente. Portanto, a exploração de novos materiais calcogenetos baseados em Cu e Ag oferece um imenso potencial para o desenvolvimento de novos semicondutores. Para contribuir com essa finalidade, esse projeto de iniciação científica propõe realizar uma investigação teórica ab initio dos materiais de composição MQx (M = Cu, Ag; Q = S, Se, Te; x = 0.0 - 2.0). As propriedades estruturais, energéticas e eletrônicas de diversas composições quimicas e estruturas cristalinas desses materiais, serão obtidas a partir de cálculos de Teoria do Funcional da Densidade, a fim de identificar e caracterizar materiais semicondutores com potencial para aplicação em células solares.