Investigação dos Efeitos Excitônicos e Propriedades Ópticas de Materiais Bidimensionais Baseados em Metais de Transição
Dicalcogenetos de Metal de Transição, Dihaletos de Metal de Transição,Éxcitons, Materiais 2D
Neste trabalho, investigamos as propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e excitônicas de três materiais bidimensionais (2D): 1T’-HfCl2 , 1T’-CrS2 e 1T’-WSe2 . A análise de dispersão de fônons confirmou a estabilidade termodinâmica de todos os sistemas, sugerindo sua viabilidade para realização experimental. A monocamada 1T’ -HfCl2 , pertencente à classe dos di-haletos de metais de transição (TMDH), demonstrou comportamento semicondutor com um gap direto de 1,52 eV, forte interação elétron-buraco com energia de ligação de 525 meV e capacidade de reflexão total de luz polarizada na direção ŷ para energias de fótons acima de 2,5 eV, destacando seu potencial como filtro polarizador óptico e para aplicações optoeletrônicas. Já a monocamada 1T’-CrS2 , um dicalcogeneto de metal de transição (TMD), é um semicondutor de pequeno gap com um gap direto de 85 meV. Apesar disso, diferentemente do TMD 1T’-MoS2 , o CrS2 não exibe comportamento de isolante excitônico, apresentando uma energia de ligação de apenas 7 meV, dentro da faixa típica para materiais 2D. Suas propriedades posicionam este material como promissor para aplicações tecnológicas, como dispositivos optoeletrônicos e computação quântica. Por fim, a monocamada 1T’-WSe2 , também um TMD, mostrou um pequeno gap eletrônico de 0,17 eV e uma energia de ligação de 150 meV. Assim como o 1T’-CrS2, não apresentou fase de isolante excitônico, mas demonstrou alta refletividade de luz polarizada em ŷ, o que reforça seu potencial como filtro polarizador óptico. Suas propriedades eletrônicas e ópticas destacam seu uso em dispositivos flexíveis, fotodetectores e computação quântica. O estudo dessas monocamadas revelou uma ampla diversidade de características optoeletrônicas e excitônicas que as tornam candidatas para aplicações em várias áreas da tecnológica .