Banca de QUALIFICAÇÃO: KAMILA SILVA NASCIMENTO

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : KAMILA SILVA NASCIMENTO
DATA : 16/12/2025
HORA: 14:00
LOCAL: on line
TÍTULO:

Caracterização do NiO e das Interfaces NiO/Grafeno

PALAVRAS-CHAVES:

Grafeno, Adsorção, NiO, Estrutura Eletrônica, Propriedades Estruturais

PÁGINAS: 51
RESUMO:

Neste trabalho desenvolve-se um estudo teórico detalhado sobre a caracterização do grafeno, do óxido de níquel (NiO) e das interfaces formadas entre NiO e grafeno, com foco na compreensão das propriedades estruturais e eletrônicas desses sistemas, devido ao potencial de aplicação da interface grafeno/NiO em memórias resistivas do tipo RRAMs, sensores e heterojunções funcionais.

A investigação foi conduzida por meio de cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), utilizando o programa ABINIT, pseudopotenciais ONCV e PAW, expansão em ondas planas e funcionais de troca-correlação do tipo GGA/PBE, complementados pelas correções de van der Waals de Grimme (D3). Inicialmente, a metodologia foi validada por meio da reprodução de propriedades estruturais conhecidas do grafite e do grafeno, obtendo parâmetros de rede em excelente acordo com dados teóricos e experimentais.

Na sequência, realizou-se um estudo sistemático dos processos de adsorção dos átomos de oxigênio e níquel sobre a superfície (0001) do grafeno, avaliando-se as energias de adsorção, distâncias de ligação e efeitos de relaxação da rede para os sítios T, B e H. Os resultados mostram que o átomo de oxigênio adsorve preferencialmente no sítio B, com forte interação química e abertura de bandgap de aproximadamente 20,1 meV, perturbando significativamente o cone de Dirac do grafeno e alterando seu caráter semimetálico. Em contraste, o níquel apresenta maior afinidade pelo sítio H, com elevada energia de adsorção e preservação do cone de Dirac, evidenciando que sua incorporação não compromete a mobilidade eletrônica característica do grafeno. Esses resultados concordam com estudos prévios da literatura e demonstram a relevância da relaxação da rede para a correta descrição dos sistemas.

Adicionalmente, foram conduzidos cálculos preliminares para a caracterização do NiO em suas configurações estrutural e magnética. Os resultados indicam que a fase mais estável do NiO corresponde à estrutura tipo rocksalt (F_m-3m) com comportamento ferromagnético, mas que a descrição precisa de seu bandgap exige a inclusão das correções de Hubbard (DFT+U), dado o caráter fortemente correlacionado dos elétrons 3d do níquel. Os resultados preliminares usando apenas GGA/PBE mostram o valor do bandgap subestimado, em concordância com dados teóricos divulgados na literatura.

Os resultados obtidos estabelecem as bases físicas necessárias para o estudo da formação e estabilidade da interface grafeno/NiO, indicando que a deposição do NiO sobre o grafeno deve começar pela camada de Ni, seguida da deposição da camada de oxigênio, favorecendo o crescimento epitaxial do NiO em sua fase cúbica ao longo da direção [111]. Assim, o trabalho oferece uma contribuição original ao fornecer um panorama completo dos fenômenos estruturais e eletrônicos envolvidos nas etapas iniciais de formação dessa interface.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1527524 - WAGNER SOUZA MACHADO
Externo ao Programa - 2543097 - CLAUDIO DE OLIVEIRA
Externo à Instituição - GUILHERME MATOS SIPAHI