Efectos del sustrato grafeno sobre la monocapa 1H-MgF2 en la juntura 1H-MgF2/grafeno

Abstract

En este trabajo, se hace un estudio de los efectos del sustrato grafeno sobre las propiedades estructurales (constante de red, longitud de enlace, etc.) y electrónicas (a través de las densidades de estados -- DOS -- parciales y totales y la estructura de bandas electrónicas) del fluoruro de magnesio (MgF2), en la fase hexagonal (1H-MgF2), en la juntura 1H-MgF2/grafeno. Los cálculos se realizan usando la teoría de la funcional de la densidad (Density Functional Theory: DFT) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas, como se implementa en el paquete Quantum-ESPRESSO (opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization).

La heteroestructura se modela teniendo en cuenta el criterio de desajuste mínimo (mismatch<3%); el modelo de slab o terraza periódica, una monocapa 3x3$ -MgF2 gr. # 187 se acopla a una monocapa de sqrt{13}xsqrt{13}-grafeno, y los sitios geométricamente especiales del sistema.

Escogida la configuración, 1H-MgF2/grafeno; inicialmente, se optimizan, de manera simultánea, la distancia de separación de las monocapas de juntura 1H-MgF2/grafeno, y las contantes de red del sistema. Una vez que el sistema alcanza los valores óptimos precitados, se determinan las contantes de red, longitudes de enlace, energía total, energía de formación del sistema. Seguidamente, se determinan las propiedades electrónicas y magnéticas de la juntura 1H-MgF2/grafeno, a través de la densidad de estados (parciales y totales) y la estructura de bandas electrónicas. Finalmente, se analiza y determina: cuál es el efecto del sustrato grafeno, sobre las propiedades estructurales y electrónicas del 1H-MgF2 en el sistema en estudio.