Caracterização de estados de carga de defeitos em sistemas bidimensionais por primeiros princípios: abordagens para os problemas metodológicos

dc.creatorAllan Gabriel Marques Lima
dc.date.accessioned2026-02-24T17:14:50Z
dc.date.issued2025-12-15
dc.description.abstractIn this dissertation, we study the problem of determining formation and transition energies between charge states of defects in two-dimensional materials through calculations based on Density Functional Theory. The problem presents methodological difficulties associated with the use of supercells that periodically repeat in space in calculations of electrically charged systems. In two-dimensional materials, in particular, vacuum in one direction accentuates problems related to the lack of electrostatic shielding, leading to divergences in the determination of total energy and spurious behaviors of the convergence of the values of physical quantities with the size of the cell. We present three approaches discussed in the literature to address this issue. We then choose one of them for a particular application that consisted of studying the double vacancy of $Si$ and $C$ in a two-dimensional silicon carbide system ($SiC$). This representative example illustrates both the need for correction for the determination of the transition energies between charge states of the defect and the methodological steps involved in implementing the correction.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipINCT – Instituto nacional de ciência e tecnologia (Antigo Instituto do Milênio)
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/1747
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso aberto
dc.subjectCarbeto de silício
dc.subjectEntalpia
dc.subjectTeoria do funcional da densidade
dc.subject.otherCarbeto de silício
dc.subject.otherEnergia de formação
dc.subject.otherTeoria do funcional da densidade
dc.titleCaracterização de estados de carga de defeitos em sistemas bidimensionais por primeiros princípios: abordagens para os problemas metodológicos
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0653707912025034
local.contributor.referee1Thiago Escobar Colla
local.contributor.referee1Nestor Javier Fajardo Reina
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8106369212573719
local.description.resumoNesta dissertação, estudamos o problema da determinação de energias de formação e transição entre estados de carga de defeitos em materiais bidimensionais por meio de cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade. O problema apresenta dificuldades metodológicas associadas ao uso de supercélulas que se repetem periodicamente no espaço em cálculos de sistemas carregados eletricamente. Em materias bidimensionais, em particular, o vácuo em uma das direções acentua problemas relativos à falta de blindagem eletrostática, levando a divergências na determinação de energia total e a comportamentos espúrios da convergência dos valores de quantidades físicas com o tamanho da célula. Apresentamos três abordagens discutidas na literatura para tratar o problema. Em seguida, escolhemos uma delas para uma aplicação particular que consistiu no estudo da dupla vacância de Si e C em um sistema de carbeto de silício (SiC) bidimensional. O exemplo ilustra tanto a necessidade de correção para a determinação das energias de transição entre estados de carga do defeito como os passos metodológicos envolvidas na implementação da correção.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
local.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::ESTADOS ELETRONICOS

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