Tuning the electronic properties of the SiC graphenylene by transition metal (Fe, Mn and Co) doping

Autor(es)

Martins, Nicolas F. ; Laranjeira, Jose A. ; de Azevedo, Sergio A. ; Fabris, Guilherme S. L. ; Sambrano, Julio R.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: PHYSICA B-CONDENSED MATTER; v. 691, p. 9-pg., 2024-08-06.

Resumo

This paper approaches the effect of the transition metal (TM) (Fe, Mn and Co) doping on the stability and the electronic properties of the SiC-based graphenylene (IGP-SiC). All TM dopants were shown to be more favorable at the Si site. The TM-doped IGP-SiC structures exhibit negative cohesive energies and remain in their shapes after ab-initio molecular dynamics simulations (300K), indicating both energetic and thermal stability, respectively. The band gap of IGP-SiC, 3.15 eV, is significantly affected by the TM doping, achieving energies of 1.27, 2.58 and 1.23 eV for Fe, Mn and Co, respectively, for the spin alpha channel. The substitutional doping enhances the surface reactivity, since the work function changes from 5.83 eV (IGP-SiC) to 5.44 (Fe), 5.39 (Mn) and 5.33 eV (Co). Our findings report that TM doping is an effective strategy to modulate the electronic properties of IGPSiC, leading to a promising use in spintronics and optoelectronics. (AU)

• Processo FAPESP: 22/00349-2 - Performance da adsorção de CO no grafenileno inorgânico à base de SiC dopado com Fe, Co e Mn
• Beneficiário: Nicolas Ferreira Martins
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais
• Beneficiário: Elson Longo da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 22/03959-6 - Estruturas bidimensionais para armazenamento de energia e sensores de gases: a teoria direcionada a experimentalistas e para a divulgação científica
• Beneficiário: Julio Ricardo Sambrano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 22/16509-9 - Simulações computacionais de heteroestruturas baseadas em dicalcogenetos metálicos de transição, MXenos e novos alótropos do carbono
• Beneficiário: José Artigas dos Santos Laranjeira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado