JPhys+ Blog: Borofeno planar funcionalizado por metais de transição

A adsorção de metais de transição pode funcionalizar o novo material borofeno 2D para aplicações nanoeletrônicas? Em um recente artigo do Journal of Physics: Condensed Matter, Alvarez-Quiceno et al. realizaram uma investigação sistemática de primeiros princípios visando responder a essa questão. Eles discutem suas descobertas abaixo:

Nos últimos anos, tem havido um rápido aumento na pesquisa e no desenvolvimento de materiais 2D não-grafeno devido às suas propriedades promissoras e possíveis aplicações em campos cruciais como a spintrônica, a optoeletrônica e a tecnologia da informação. Um importante avanço recente em materiais 2D foi a síntese e caracterização de borofeno (uma monocamada bidimensional de boro) apoiada sobre uma superfície Ag (111).

Este resultado experimental impulsionou pesquisas visando aprimorar o conhecimento das propriedades mecânicas, ópticas, eletrônicas e magnéticas do borofeno. Em 2016, um estudo mostrou que as propriedades eletrônicas e magnéticas do borofeno afivelado podem ser ajustadas pela adsorção de metais de transição 3d. No entanto, uma pesquisa mais recente indicou que o borofeno afivelado pode ser oxidado, resultando em uma configuração planar com distribuição de vacância ordenada, que é mais estável e inerte.

Figure 1: Transition metal (TM) atom and TM array adsorbed on freestanding and Ag(111)-surface supported Β12-borophene. Boron, transition metal, and silver atoms are represented in orange, purple, and silver, respectively. The simulation supercell of each structure is delimited by black filled lines. Figure from J. Phys.: Condens. Matter 29305302 © Copyright 2017 IOP Publishing

No artigo recente, foi realizado um estudo sistemático baseado em cálculos ab initio de propriedades eletrônicas e magnéticas induzidas por metais de transição 3d, 4d e 5d adsorvidos no borofeno planar estável (fase Β12). Nossos cálculos indicaram que os adatóides 3d apresentam forte acoplamento de troca e grande magnetização, enquanto os metais de transição 4d e 5d mostram fraca resposta magnética devido a orbitais d localizados mais. Estudando a interação magnética entre TMs, verificamos que os átomos de VIB apresentam troca direta, enquanto os de VIIB e Fe mostram troca indireta mediada por 2p (boro).

Na última parte do estudo, considerando um arranjo de matriz de metal de transição, Ru e Os também mostram efeitos de troca direta. Assim, demonstramos que as propriedades eletrônicas e magnéticas do Β12-borofeno podem ser efetivamente ajustadas pela adsorção de adatoms 3d, 4d e 5d. Nossos resultados têm grande potencial para serem utilizados no desenvolvimento de tecnologias baseadas em borofeno, como spintrônica e nanoeletrônica.


About the authors

From left to right: Adalberto Fazzio, Gabriel R. Schleder, Juan C. Alvarez-Quiceno, Enesio
Marinho Jr.

Juan Camilo Alvarez-Quiceno is a PhD fellow in Physics at Universidade Federal do ABC, Santo Andre, Brazil. Alvarez-Quiceno holds his Master Degree from the same university and his graduation at Universidad de Antioquia, Colombia. His research interests include to investigate the electronic and magnetic properties of 3D and 2D-materials, including FeGa3 and borophene, by ab initio calculations based on density functional
theory.

Gabriel Ravanhani Schleder is a Master Degree fellow in Nanoscience and Advanced Materials at Universidade Federal do ABC, Santo Andre, Brazil. His research interests are in condensed matter physics, focused mainly in big-data-driven materials science, self-healing nanocomposites, and ab initio calculations based on density functional theory.

Enesio Marinho Jr. is a PhD fellow in Nanoscience and Advanced Materials at Universidade Federal do ABC, Santo Andre, Brazil. His professional interests comprise researches in solid state physics, with emphasis on first-principle calculations based on density functional theory for investigating semiconductors, such as metal oxides used in photoelectrochemical cells.

Adalberto Fazzio is a Senior National Visiting Professor at Universidade Federal do ABC, Santo Andre, Brazil. Also, Prof. Fazzio is director of National Laboratory of Nanotecnology (LNNano)/CNPEM, at Campinas, Brazil. His research interests are mainly focused on the understanding of the electronic and structural properties of solids and clusters.

 

BY ANDY MASSEY em 3 de agosto de 2017

Leia o texto original em: https://bit.ly/2FctIxh

 


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