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http://ri.ufmt.br/handle/1/5647
Tipo documento: | Tese |
Título: | Estudo de transições de fase estruturais em fósforo negro |
Autor(es): | Ferreira, Sidnei Rogério |
Orientador(a): | Pereira, Teldo Anderson da Silva |
Coorientador: | Carara, Sabrina Silva |
Membro da Banca: | Pereira, Teldo Anderson da Silva |
Membro da Banca: | Lima, Erika Nascimento |
Membro da Banca: | Carara, Sabrina Silva |
Membro da Banca: | Oliveira, Tarsila Marília de |
Membro da Banca: | Dias, Alexandre Cavalheiro |
Resumo : | A busca por novos materiais, com a possibilidade de obter sistemas bidimensionais, tem aumentado nos últimos anos. Nesta perspectiva, os estudos sobre o fósforo negro aumentaram nas últimas décadas e ganharam espaço para contribuir para o desenvolvimento de nanodispositivos de alto desempenho. Com algumas investigações no primeiro século, após a descoberta em 1914, o fósforo negro, material cristalino com a estrutura ortorrômbica, despertou interesse após a esfoliação mecânica, assim como no grafeno. Alguns estudos mostraram que pressões extremas representam uma maneira de ter acesso a novas fases da estrutura cristalina, com isso é observado propriedades físicas interessantes. Nesta perspectiva, apresentamos o estudo teórico de transições de fases estruturais em fósforo negro bulk ocasionadas por pressões hidrostáticas. Analisamos as propriedades estruturais e eletrônicas do fósforo negro nas fases ortorrômbica, romboédrica e cúbica. Apresentamos, também, em colaboração com o professor Dr. Luiz Craco, um estudo comparativo das estruturas eletrônicas e propriedades de resistividade elétrica do fósforo negro (fase ortorrômbica) e fósforo cinza (fase romboédrica) sob pressão, mostrando reconstrução eletrônica Kondo com seleção de bandas, na camada p deste alótropo de fósforo. Com base nos cálculos da teoria do campo médio dinâmico funcional da densidade, mostramos que o fósforo cinza pode hospedar um semimetal Kondo tridimensional para um crossover de fase líquida de Fermi sob compressão anisotrópica, elevando a degeneração orbital na camada. Nela, o orbital 3p é quase inalterado tanto na fase semicondutora quanto na semimetálica de Kondo. No entanto, para o regime líquido de Fermi, é previsto que exista uma forte reconstrução eletrônica na fase nemática orbital do fósforo cinza, sob pressão. Esses resultados contribuem para a compreensão microscópica do papel desempenhado pelas interações eletrônicas multi orbitais dinâmicas no espectro de baixa energia de semicondutores correlacionados e semimetais topológicos. |
Resumo em lingua estrangeira: | The search for new materials, with the possibility of obtaining two-dimensional systems, has increased in recent years. In this perspective, studies on black phosphorus have increased in recent decades and gained space to contribute to the development of highperformance nanodevices. With some investigations in the first century, after its discovery in 1914, black phosphorus, a crystalline material with an orthorhombic structure, aroused interest after mechanical exfoliation, as well as graphene. Some studies have shown that extreme pressures represent a way to gain access to new phases of the crystalline structure, with which interesting physical properties are observed. In this perspective, we present the theoretical study of structural phase transitions in black phosphorus bulk caused by hydrostatic pressures. We analyzed the structural and electronic properties of black phosphorus in the orthorhombic, rhombohedral and cubic phases. We also present, in collaboration with Professor Dr. Luiz Craco, a study with analysis of the electronic structures and electrical resistivity properties of black phosphorus (orthorhombic phase) and gray phosphorus (rhombohedral phase) under pressure, showing Kondo electronic reconstruction with band selection, in the p layer of this phosphorus allotrope . Based on density functional dynamic mean field theory calculations, we show that gray phosphorus can host a three-dimensional Kondo semimetal to a liquid Fermi phase crossover under anisotropic compression, increasing the orbital degeneracy in the layer. In it, the 3p orbital is almost unchanged in both the semiconductor and semimetallic Kondo phases. However, for the liquid Fermi regime, it is predicted that there is strong electronic reconstruction in the orbital nematic phase of gray phosphorus under pressure. These results contribute to the microscopic understanding of the role played by dynamic multi-orbital electronic interactions in the low-energy spectrum of correlated semiconductors and topological semimetals. |
Palavra-chave: | Física moderna Estudo de estrutura cristalina Transição de fase estrutural Fósforo negro Interações eletrônicas de multicorpos Crossover Kondo-semimetal |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Modern physics Study of crystalline structure Structural phase transition Black phosphorus Multibody electronic interactions Crossover Kondo-semimetal |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUC - Cuiabá |
Departamento: | Instituto de Física (IF) |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Física |
Referência: | FERREIRA, Sidnei Rogério. Estudo de transições de fase estruturais em fósforo negro. 2023. 90 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2023. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/5647 |
Data defesa documento: | 27-Feb-2023 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUC - IF - PPGF - Teses de doutorado |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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