Estudo da reatividade de defeitos topológicos no SiC 2D

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dc.contributor.advisor1Paz, Wendel Silva
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-5737-0633
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8332147920469110
dc.contributor.authorAlmeida, Eduardo Ahnert Rodrigues de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5468735492074356
dc.contributor.referee1Spalenza, Wesley
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9644-3938
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2687428810786056
dc.contributor.referee2Belich Junior, Humberto
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-8795-1735
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3879935393431243
dc.contributor.referee3Pansini, Fernando Néspoli Nassar
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-8984-686X
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7331959117489023
dc.date.accessioned2026-03-27T18:20:33Z
dc.date.available2026-03-27T18:20:33Z
dc.date.issued2025-06-03
dc.description.abstractIn this study, we employed first-principles calculations based on Density Functional Theory to investigate the interaction of diatomic molecules (CO, NO and SO) with two-dimensional SiC monolayers containing 5-8-5 linear defects (585-ELD). Our results indicate that pristine 2D SiC exhibits a band gap of approximately 2.5 eV, while the presence of the 585-ELD introduces electronic states associated with pz orbitals near the Fermi level. Upon characterizing the adsorption of the molecules on 2D SiC with the 585-ELD, the Electronic Density of States (DOS) calculations revealed the formation of hybrid orbitals, indicating a chemisorption process. The calculated adsorption energies were-0.45 eV (CO),-1.38 eV (NO), and-2.88 eV (SO), with respective charge transfers of 0.40|e|, 1.37|e| and 1.71|e| to the molecules, thus characterizing strong chemisorption. We conclude that while this high affinity favors sensor sensitivity, it may hinder molecule desorption and consequently compromise its reusability. For future perspectives, we propose investigating the effects of mechanical strain on the material, using other external stimuli, and extending the study to other molecular species.
dc.description.resumoNeste estudo, empregamos cálculos de primeiros princípios, baseados na Teoria do Funcional da Densidade, para investigar a interação de moléculas diatômicas (CO, NO e SO) com monocamadas bidimensionais de SiC contendo defeitos lineares 5–8–5 (585-ELD). Nossos resultados indicam que o SiC 2D pristino apresenta uma banda proibida de aproximadamente 2,5 eV, enquanto a presença do defeito 585-ELD introduz estados eletrônicos associados a orbitais pz próximos ao nível de Fermi. Na caracterização da adsorção das moléculas no SiC 2D com o 585-ELD, observou-se pelo calculo de Densidade de Estados Eletrônicos (DOS) a formação de orbitais híbridos, evidenciando um processo de quimissorção. As energias de adsorção calculadas foram-0.45 eV (CO),-1.38 eV (NO) e-2.88 eV (SO), com respectivas transferências de carga de 0,40|e|, 1,37|e| e 1,71|e| para as moléculas, caracterizando, dessa forma, uma quimissorção forte. Conclui-se que, embora essa alta afinidade favoreça a sensibilidade do sensor, ela pode dificultar a dessorção das moléculas e, consequentemente, comprometer sua reutilização. Como perspectivas futuras, propomos investigar os efeitos de deformação mecânica (strain) no material, utilização de outros estímulos externos e estender o estudo a outras espécies moleculares.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20995
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.subjectIsolante topológico
dc.subjectDopagem
dc.subjectDFT
dc.subject.cnpqFísica
dc.titleEstudo da reatividade de defeitos topológicos no SiC 2D
dc.typemasterThesis
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