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Type: Tese de Doutorado
Title: Estudo das estruturas atômicas de superfície dos isolantes topológicos Bi2Se3 e Bi2Te3, e de filmes finos de La0.7Sr0.3MnO3
Authors: Diogo Duarte dos Reis
First Advisor: Vagner Eustaquio de Carvalho
First Co-advisor: Edmar Avellar Soares
First Referee: Ricardo Wagner Nunes
Second Referee: Rogerio Magalhaes Paniago
Third Referee: Braulio Soares Archanjo
metadata.dc.contributor.referee4: Eduardo Abramof
Abstract: As propriedades físico-químicas, elétricas, magnéticas e ópticas de uma superfície podem ser vistas como função de sua estrutura eletrônica que é fortemente relacionada à estrutura atômica. Além disso, a criação de uma superfície representa uma quebra da periodicidade em uma direção do cristal, o que pode acarretar em mudanças estruturais e por consequência gerar mudanças nas propriedades supracitadas. Assim é de extrema importância a determinação experimental das estruturas de superfícies para um completo entendimento das características de um material. Nesta tese, a técnica de difração de elétrons de baixa energia (LEED) foi aplicada à investigação das estruturas atômicas das superfícies (111) de dois isolantes topológicos Bi2Se3 e Bi2Te3, e também ao estudo da evolução da estrutura cristalográfica com a espessura de filmes finos do manganato dopado La0:7Sr0:3MnO3 crescidos sobre um substrato de SrTiO3. Os resultados encontrados para o Bi2Te3 e para o Bi2Se3 mostraram que estas superfícies sofrem pequenas relaxações, sendo quase do tipo bulk terminated. Dentre os detalhes investigados minuciosamente estão o valor do gap de Van der Waals, devido a suposições de sua influência na estrutura eletrônica desses materiais. A investigação estrutural dos filmes de La0:7Sr0:3MnO3 foi realizada durante o estágio sanduíche no Departamento de Astronomia e Física da Louisiana State University, Estados Unidos da América, sob supervisão do Prof. Ward Plummer. Esse estudo mostrou que a superfície sofre alterações estequiométricas e também estruturais em relação ao volume. Foi dada especial atenção à evolução do ângulo das ligações O-Mn-O, que representam uma distorção tipo Jahn-Teller e, ao fator de tolerância, que apresenta um mínnimo quando a espessura em que ocorre a transição metal-isolante é alcançada.
Abstract: The physico-chemical, electrical, magnetic, and optical properties of a surface can be seen as a function of their electronic structure which is strongly related to its atomic structure. Furthermore, the creation of a surface represents a break in one direction of periodicity of the crystal, which can result in structural changes and consequently generates changes in the above mentioned properties. Thus it is of extremely significance the experimental determination of surface structure for a complete understanding of the properties of a material. In this thesis, the low-energy electrons diffraction technique (LEED) was applied to the investigation of the atomic structures of the (111) surfaces of two topological insulators Bi2Se3 and Bi2Te3, and also to study the crystallographic structure evolution with the thickness of doped manganate thin films La0:7Sr0:3MnO3 grown on a SrTiO3 as a substrate. The results for Bi2Te3 and Bi2Se3 show that these surfaces undergo slight relaxations, being almost bulk terminated. Among the details researched is the value of the van der Waals gap, due to assumptions about its influence on the electronic structure of these materials. The structural investigation of La0:7Sr0:3MnO3 thin films was carried out during the internship at the Department of Astronomy and Physics, Louisiana State University, United States of America, under the supervision of Prof. Ward Plummer. This study showed that the surface undergoes stoichiometric and also structural changes in relation to the bulk. Special attention was paid to the evolution of the bond angle O-Mn-O, representing a Jahn-Teller distortion as well the tolerance factor, which has a minimum value when the thickness reaches the critical value wherein the metal-insulator transition occurs.
Subject: Superfícies (Física)
Filmes finos
Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9PXK5B
Issue Date: 5-Sep-2014
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