Estudo teórico das propriedades eletrônicas e ópticas de nanoestruras BxNyCz

Graphene, a two-dimensional lattice of carbon atoms, has been widely studied during the past few years. One of the great interest in this material is due to its possible technological applications. The opening of a energy gap in graphene is probably one of the most important and urgent topics in its research currently, since most of the proposed applications for graphene in nanoelectronic devices require the ability to adjust its gap. Thehexagonalboronnitride(h-BN) is a structurally similar material to graphene and has some physical and chemical properties considered unique. However, the adjustment of some of its properties is also indispensable so that they can be used as basic components in nanoelectronics and spintronics. All these systems have widely tunable properties and there are several theoretical and experimental methods which can be used for this purpose, one of them is h-BN doped graphene. This was recently synthesized and proved to be an efficient method to open the gap in graphene, obtaining hybrid nanomaterials with intermediate properties between grapheneandh-BN.The control of the size of the doping domain allows us to adapt the electronic structure and other properties. In this context, using first-principles calculations, based on the density functional theory (DFT), we investigated the changes caused in the electronic, magnetic and optical properties due to the doping of graphene with h-BN and also study the chemical adsorption of hydrogen in these hybrid nanoestructures. As a consequence of the study of these hybrid nanostructures, we observed a number of new results in the properties electronic, magnetic and optical.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESGrafeno, uma rede bidimensional de átomos de carbono, tem sido amplamente estudado durante os últimos anos. Um dos grandes interesses por este material é devido às suas possíveis aplicações tecnológicas. A abertura de um gap de energia no grafeno é provavelmente um dos temas mais importantes e urgentes em sua pesquisa atualmente, uma vez que, a maioria das aplicações propostas para o grafeno em dispositivos nanoeletrônicos requer a capacidade de ajustar seu gap. O nitreto de boro hexagonal (h-BN) é um material similar estruturalmente ao grafeno e possui algumas propriedades físicas e químicas consideradas únicas. Contudo, o ajuste de algumas de suas propriedades também é indispensável para que ele possa fazer parte como componente ativo na nanoeletrônica e spintrônica. Todos esses sistemas possuem propriedades bastante ajustáveis e existem vários métodos teóricos e experimentais que podem ser usados para este fim, um deles é dopar o grafeno com h-BN. Isso foi recentemente sintetizado e mostrou ser um método eficiente para abrir o gap no grafeno, obtendo nanomateriais hibridos com propriedades intermediárias entre o grafeno e o h-BN. O controle do tamanho do domínio dopante nos permite adequar a estrutura eletrônica e outras propriedades. Neste contexto, usando cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT), investigamos as mudanças provocadas nas propriedades eletrônicas, magnéticas e ópticas devido à dopagem do grafeno com h-BN e estudamos também a adsorção química de hidrogênio nessas nanoestruturas hibridas. Como consequência do estudo dessas nanoestruturas hibridas, observamos uma série de novos resultados na parte eletrônica, magnética e óptica