Design Computacional da Liga TMD CrMoS4 - Um Estudo via DFT

Resumo

Os Dicalcogenetos de Metal de Transição - TMDs são materiais bidimensionais com estequiometria, comumente, XY₂, no qual X é o metal de transição e Y o calcogênio. Este grupo possui grande relevância de estudo pelo corpo científico, devido os materiais que o compõe possuírem monocamada análoga a do grafeno. Tal semelhança proporciona o foco da comunidade científica em realizar estudos acerca das propriedades físicas destes materiais, a fim de se encontrar TMDs com propriedades similares ao grafeno. Este grupo, diferente do grafeno que possui bandgap nulo, possui bandgap intermediário, isto é, os TMDs são semicondutores. Por isso, são perfeitos candidatos a serem integrados em diversos setores, sobretudo na indústria optoeletrônica. Nesse sentido, a presente pesquisa visa explanar algumas propriedades físicas da monocamada da liga TMD CrMoS₄, que é um material sem nenhum estudo na literatura tanto teórica quanto experimental. Os resultados da liga TMD CrMoS₄ podem ser comparáveis às monocamadas dos TMDs 2H – CrS₂ e 2H – MoS₂, que são materiais com grande acervo de dados na literatura. A metodologia da pesquisa consistiu no design computacional das células primitivas dos TMDs 2H – CrS₂ e 2H – MoS₂ e da liga TMD CrMoS₄. Após a modelagem, a partir do software Material Studio módulo CASTEP a partir da Aproximação do Gradiente Generalizado – GGA, via a Teoria do Funcional da Densidade – DFT, realizou-se os cálculos computacionais das propriedades optoeletrônicas a partir das células primitivas em seu estado fundamental. Os resultados explanam que ambas as monocamadas apresentam bandgap entre o intervalo de 0,90 eV a 1,20 eV. As conclusões sugerem que ambos os materiais em estudo são estáveis estruturalmente e semicondutores.