Propriedades Físicas de Materiais 2D e 2.5D: Estudos Computacionais

• Processo: 24/15033-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Alexandre Fontes da Fonseca
• Beneficiário: Guilherme Brunharo Kanegae
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Materiais bidimensionais Física computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dinâmica molecular clássica | Materiais nanoestruturados | Materiais 2 | materiais 2D | Nanomateriais arquitetados | Parametrização de potenciais clássicos | 5D | Física computacional

Resumo

Materiais bidimensionais ou, simplesmente, "2D", são definidos como sólidos cristalinos de um átomo de espessura caracterizados por dois tipos de interações físico-químicas: i) ligações de curto alcance ou covalentes no plano bidimensional da estrutura e ii) ligações de longo alcance do tipo van der Waals entre camadas adjacentes dos mesmos. Mesmo após 20 anos da publicação do trabalho seminal de Novoselov e Geim, reportando o isolamento de uma folha de carbono de espessura atômica, o grafeno, a pesquisa em materiais 2D permanece muito ativa devido, em parte, às limitações nas propriedades eletrônicas do grafeno, e pelo surgimento de novas ideias de aplicações. Este projeto se dedica ao estudo das propriedades físicas de alguns materiais 2D através de métodos teóricos e computacionais. Estruturas como grafinos, que são diferentes estruturas 2D de carbono, redes orgânicas covalentes e outros materiais 2D serão estudados aqui. Propriedades mecânicas, térmicas e eletrônicas serão estudadas através das ferramentas teóricas apropriadas. Algumas aplicações serão estudadas como o chamado efeito elastocalórico (eC), kirigamis de materiais 2D e a recente proposta de pesquisa em materiais 2.5D. O conceito de materiais 2.5D é definido como aqueles que contém ou são formados por materiais 2D que, interagindo entre si através de forças de van der Waals, possuem propriedades diferentes daquelas dos correspondentes materiais 2D individuais. Os resultados serão comparados com aqueles publicados na literatura. Previsões sobre novas propriedades ou novas estruturas serão publicadas.