Novas simulações computacionais mostram como é possível construir redes de átomos de metal em uma camada monoatômica de sílica (óxido de silício) com as propriedades eletrônicas desejadas. No artigo publicado na revista Nano Letters, Felipe Crasto de Lima (CNPEM) e Roberto Miwa (UFU) simulam a construção de uma rede hexagonal com a mesma capacidade extraordinária de condução elétrica do grafeno. Mostram também como construir outras redes bidimensionais com estados eletrônicos diferentes, conhecidos teoricamente, mas ainda não observados em laboratório.
O trabalho faz parte da tese de doutorado de Lima, defendida na Universidade Federal de Uberlândia sob orientação de Miwa. “Hoje na física teórica há uma grande quantidade de modelos para sistemas bidimensionais”, diz Lima. “O desafio é a construção desses modelos em um sistema experimentalmente acessível. Mostramos que o carbeto de silício com monocamada de sílica sobre sua superfície fornece um substrato interessante para a construção dessas redes”.
As simulações do estudo foram realizadas por meio de cálculos de primeiros princípios da teoria do funcional da densidade. Os resultados mostram que átomos de metais como o alumínio e o zinco podem ser adsorvidos em sítios na rede de sílica, possíveis de serem observados por um microscópio de varredura por tunelamento. “O sistema permite a localização de átomos metálicos em determinados sítios, protegidos pela sílica de perturbações externas e com estados eletrônicos formados dentro do gap de energia do sistema”.
A pesquisa teve apoio financeiro das agências CNPq, CAPES e FAPEMIG.
Artigo científico
Engineering Metal-spxy Dirac Bands on the Oxidized SiC Surface
Felipe Crasto de Lima e Roberto H. Miwa
Nano Lett. 2020, 20, 5, 3956–3962
ArXiv:2001.10985
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