Examinando por Materia "Monolayer"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Codopado estratégico para incrementar el magnetismo en la monocapa de nitruro aluminio hexagonal
    (Universidad de Córdoba, 2024-08-14) Pérez Rossi, Kevin David; Ortega López, Cesar; Espriella Vélez, Nicolás De la; Murillo García, Jean Fred; Meléndez Martínez, Raul Francisco; Lara Martínez, Ronald Steven; Arteaga Calderón, Mario
    En este trabajo, se hace un estudio sobre los co-dopados con manganeso (Mn) y oxigeno (O) en la monocapa AlN hexagonal planar, en la geometría 4x4 (h-4x4-AlN (0001)). Los cálculos se ejecutan usando la Teoría del Funcional de la Densidad junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas. La monocapa se modela usando el esquema del slab periódico. Aquí, se hacen, por separado, dos co-sustituciones de los átomos Al y N por Mn y O, respectivamente. En el primer caso, los átomos sustitutos, se colocan a una distancia lo suficiente grande de modo que las impurezas, no interactúen, es decir no forman la molécula Mn-O. En el segundo caso, los átomos sustitutos, se colocan a una distancia lo suficiente pequeña de modo que las impurezas, interactúen, es decir se forma la molécula Mn-O. Se encuentra que las propiedades estructurales de la monocapa con impurezas, no interactuantes, no cambian significativamente, con respecto a la monocapa prístina, mientras que, en el caso de las impurezas, interactuantes, sí cambian significativamente, con respecto a la monocapa prístina. En particular, la distancia optima entre las impurezas interactuantes del par atómico, es ≈2.4 Å, mientras que la longitud de enlace del par atómico, en las impurezas, no interactuantes, es ≈2.1 Å. En todos los casos, se establece la estabilidad termodinámica y analizan las propiedades electrónicas de la monocapa h-AlN con y sin impurezas de Mn y O, a través de cálculos de la energía de formación y DOS/carga Löwdin , respectivamente. En ambos casos, pares atómicos (Mn y O) interactuantes y no interactuantes, la monocapa presenta propiedades magnéticas, con una magnetización total de 5.0 μ_0/cell y 4.9 μ_0/cell, respectivamente. De estos resultados, se infiere que, en el caso en el que las impurezas interactúan, la magnetización en la monocapa AlN codopada, se incrementa significativamente, con respecto al caso en que las co-impurezas, no interactúan.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Energéticos y propiedades electrónicas del sulfuro de galio 3D y 2D hexagonal, un estudio de primeros principios
    (Universidad de Córdoba, 2024-01-30) Meléndez Martínez, Raúl Francisco; Ortega Lopez, Cesar; Casiano Jimenez, Gladys Rocio; Espitia Rico, Miguel; Alcalá Varilla, Luis; Espriella Vélez, Nicolás De la
    En este trabajo, se hace un estudio de las propiedades estructurales (constante de red, longitud de enlace, etc.) y electrónicas (densidad de estados (DOS), bandas y carga Bader) del sulfuro de galio (GaS) en su fase hexagonal (β-GaS), tanto en volumen como en la monocapa. Los cálculos se realizan utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT: del inglés Density Functional Theory) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (GGA: del inglés Generalized Gradient Approximation) parametrizada por Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas implementada en el paquete QuantumESPRESSO. Para dar cuenta de las interacciones débiles de Van der Waals, se usan las correcciones de Grimme D2 y D3 (o GGA + D2 y GGA + D3)
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    PublicaciónRestringido
    Estudio de primeros principios de las propiedades estructurales y electrónicas de la heteroestructura grafeno-monocapa de h-AlN
    (Universidad de Córdoba, 2025-01-30) Seña Ávila, Luis Alberto; Murillo Garcia, Jean Fred; Alcalá Varilla, Luis Arturo; Peniche Blanquicett, Franklin Edwin
    En este trabajo se realizó un estudios de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad usando el software Quantum ESPRESSO para caracterizar las propiedades estructurales y electrónicas de la hetero-estructura híbrida grafeno/h-AlN en dos configuraciones, en apilamiento vertical y en disposición horizontal. Al hacer la caracterización de las monocapas por separado se obtuvo que el parámetro de red a tiene un valor de 2.4675 Å y 3.1321 Å para el grafeno y el h-AlN respectivamente. Se pudo determinar que el grafeno es un semimetal mientras que el h-AlN un semiconductor con banda prohibida de 2.95 eV. En el apilamiento de las monocapas se utilizaron superceldas 2r3 × 2r3 grafeno y r7 × r7 h-AlN con un desajuste de un poco mas del 3 %. La energía de enlace en apilamiento tuvo un valor de -18.6840 meV/Å^2 , lo que nos muestra que esta configuración es energéticamente estable. La distancia entre las monocapas en el apilamiento se optimizó en 3.3248 Å, lo que nos indica que la heteroestructura esta caracterizada por interaccionesde Van der Waals. La caracterización electrónica se realizó mediante la construcción de los diagramas de densidad de estados proyectados (PDOS) y la estructura de bandas. Por medio de estos diagramas se pudo determinar que la interfaz grafeno/h-AlN en apilamiento vertical es un conductor no magnético y en la disposición horizontal el material es un semiconductor no magnético, donde su banda prohibida se ajusta con la concentración de h-AlN. También se encontró que al hacer sustituciones de átomos de carbono en la superficie de h-AlN de la interfaz vertical exhibe propiedades magnéticas. Para la disposición lateral de las monocapas, se encontró que las estructuras son menos estables si se aumenta la concentración de h-AlN. Además se hallaron las constantes elásticas y los módulos de elasticidad de las diferentes configuraciones para evaluar la rigidez de estos materiales.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Propiedades estructurales, energéticas y electrónicas de nuevas monocapas hexagonales de TiO2: un estudio ab initio
    (Universidad de Córdoba, 2024-02-01) Arteaga Calderón, Mario Luis; Ortega López, Cesar; Casiano Jimenez, Gladys Rocio; Murillo García, Jean Fred; Espriella Vélez, Nicolas Antonio de la
    En el presente trabajo se realizó el estudio de las propiedades estructurales, termodinámicas y electrónicas del dióxido de titanio en fase hexagonal y trigonal prístinas en volumen y monocapa, utilizando la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) en la aproximación de GGA-PBE junto a pseudopotenciales atómicos, una base de ondas planas y correcciones de dispersión D2 y D3 para dar cuenta de las interacciones de Van der Waals. Las monocapas se modelan utilizando el esquema de slab periódico. Una vez se optimizan los parámetros estructurales en cada fase, se determinan las propiedades estructurales, termodinámicas, electrónicas y magnéticas en cada fase en el volumen y monocapa. Los sistemas en volumen y monocapa muestran estabilidad energética y termodinámica por lo que su formación en el laboratorio teóricamente resulta posible. Se encontraron valores de energía de enlace intercapas de 18.384 meV/Å^2 y 12.519 meV/Å^2 y exfoliación de 18.500 meV/Å^2 y 12.519 meV/Å^2 para la fase hexagonal y trigonal, respectivamente. Las características electrónicas indican que el dióxido de titanio en fase hexagonal (H-TiO2) y trigonal (T-TiO2) es semiconductor de bandgap indirecto. En volumen, la fase hexagonal presenta un bandgap indirecto de 0.523 eV y la fase trigonal un bandgap indirecto de 2.487 eV. Las monocapas presentan un bandgap indirecto de 1.220 eV para la fase hexagonal y un bandgap indirecto de 2.660 eV para la fase trigonal, se observó que el bandgap de los sistemas variaba al disminuir la dimensionalidad.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Sustituciones de aluminio y nitrógeno por oxígeno y manganeso en la monocapa nitruro de aluminio (ALN).
    (Universidad de Córdoba, 2025-01-30) Gamboa Ruiz, William Alexander; Casiano Jimenez, Gladys Rocio; Ortega López, César; Alcalá Varilla, Luis Arturo
    El trabajo estudia cómo la sustitución de aluminio (Al) por manganeso (Mn) y de nitrógeno (N) por oxígeno (O) afecta las propiedades de una monocapa de AlN (h-AlN) en una estructura hexagonal plana. Se realizan cálculos utilizando la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) para analizar las propiedades estructurales y energéticas de la monocapa prístina y dopada. Los resultados indican que las sustituciones son exotérmicas y termodinámicamente estables. En términos de propiedades electrónicas, la monocapa original de AlN es un semiconductor, pero al sustituir N por O se convierte en un material metálico sin propiedades magnéticas. Sin embargo, al reemplazar Al por Mn, la monocapa se convierte en un semimetálico con propiedades magnéticas, lo que podría ser útil para aplicaciones en espintrónica.