Propiedades Electrónicas y Magnéticas de Monocapas y Nanocintas de Dicalcogenuros de Metales De Transición
2021
Tesista | Jeremías Daniel PEREA ACOSTA |
Directora | Dra. Ana Maria Llois. CNEA, UNSAM, CONICET - Argentina.. Dra. Maria Andrea Barral. INN, CNEA, CONICET, UBA - Argentina. |
Lugar de realización | Centro Atómico Constituyentes, CNEA - Argentina |
Fecha Defensa | 25/03/2021 |
Jurado | Dr. Gustavo LOZANO. UBA, CONICET - Argentina |
Código | ITS/TD-146/21 |
Título completo
Propiedades Electrónicas y Magnéticas de Monocapas y Nanocintas de Dicalcogenuros de Metales De Transición
Resumen
En esta tesis se analizan propiedades electrónicas y magnéticas de nanoestructuras de dicalcogenuros de metales de transición. Estos son una familia de compuestos con estructura laminar, como su nombre lo indica, formados por un metal de transición y dos calcógenos que tienen la fórmula MX2 (X= S, Se o Te). Cada lámina o monocapa, es una estructura cuasi-2D formada por tres planos atómicos enlazados covalentemente entre ellos, un plano central formado por un metal de transición rodeado por dos planos de calcógenos. Estas láminas se unen entre sí por fuerzas de van der Waals, como sucede en otros compuestos laminares como el grafito. En el desarrollo del presente trabajo se puso el foco de estudio en el PtSe2 , en particular en nanoestructuras 2D y en su interacción con distintos sustratos, y en nanocintas 1D obtenidas a partir de una monocapa.
Se presentan y estudian dos modelos para el crecimiento de una monocapa de PtSe2 sobre Pt(111). Estos modelos dan como resultado nanoestructuras con propiedades electrónicas muy diferentes y nos permiten inferir qué técnica de síntesis habría que utilizar para obtener sobre Pt (111) una monocapa semiconductora con una barrera Schottky o bien una nanoestructura que se comporte como un contacto metálico. Los modelos de crecimiento estudiados están relacionados con resultados experimentales aparecidos en la literatura que intentamos interpretar en esta tesis.
También abordamos el estudio de sistemas cuasi-1D, nanocintas cortadas a partir de monocapas de PtSe2 . Calculamos sus propiedades electrónicas y magnéticas en función de distintos tipos de borde, así también los efectos resultantes de dopar estos últimos con metales de transición de la serie 3d. Ponemos el foco en el magnetismo de borde resultante y en las propiedades de transporte. Se obtiene una rica gama de propiedades emergentes que podrían dar lugar al desarrollo de nanodispositivos con diversas funcionalidades.
Complete Title
Electronic and Magnetic Properties of Nanostructures of Transition Metal Dichalcogenides
Abstract
In this thesis we study the electronic and magnetic properties of nanostructures of transition metal dichalcogenides. These last ones are a family of compounds with lamellar structure, formed by a transition metal atom and two chalcogen ones which meet the formula MX2 (X = S, Se or Te). Each nanosheet or monolayer in these compounds, is a quasi-2D structure built by three atomic layers covalently bound among themselves, with a central layer of transition metal atoms surrounded by two layers of chalcogen ones, one on each side. The monolayers are held together by forces of van der Waals, as it also happens with other lamellar systems such as graphite. In this work we have mainly focused on PtSe2, its 2D nanostructures and the interactions with different substrates, and also on 1D nanoribbons obtained from the monolayer.
We present and study two models for the growth of a PtSe2 monolayer on Pt (111). These models result in nanostructures with very different electronic properties and this allows us to which kind of synthesis or growth method should be used in order to obtain either a semiconducting monolayer on Pt(111) together with a Schottky barrier, or a nanostructure which behaves as a metallic contact. The studied growth models are related to experimental results appeared in the literature, which we have tried to explain in this thesis.
We also addressed the study of quasi-1D systems, namely nanoribbons, cut out of PtSe2 monolayers. We calculated electronic and magnetic properties of these systems as a function of different possible edges, as well as the effect of doping its edges with transition metals from the 3d series. The focus was set on border magnetism and on their transport character. A broad range of emergent properties have been obtained, which could lead to the development of nanodevices with a diversity of functionalities.
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