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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de outubro de 2018
Vigência (Término): 30 de setembro de 2020
Área do 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
Vinculado ao auxílio:17/11631-2 - Ciência Computacional de Materiais, AP.PCPE
Assunto(s):Materiais bidimensionais   Semicondutores   Propriedades eletrônicas   Sistemas fotovoltaicos   Dicalcogenetos de metais de transição   Teoria do funcional da densidade

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.