Investiga??o de nanoporos em nitreto de boro 2D por m?todos de primeiros princ?pios e de Monte Carlo.

Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncias ? F?sica de Materiais. Departamento de F?sica, Instituto de Ci?ncias Exatas e Biol?gicas, Universidade Federal de Ouro Preto.O estudo de materiais bidimensionais intensificou-se nas ?ltimas d?cadas devido ? grande variedade de aplica??es tecnol?gicas que eles podem oferecer. J? faz alguns anos que o principal protagonista deste interesse crescente tem sido o grafeno, que vinha sendo estudado por m?todos te?ricos desde os anos 60, mas foi apenas em 2004 que p?de ser obtido experimentalmente atrav?s do processo de esfolia??o. Desde ent?o, cresceu o interesse em melhorar os m?todos de obten??o e em estudar outros materiais bidimensionais com propriedades tamb?m promissoras. Neste trabalho, aplicamos c?lculos de primeiros princ?pios com base na teoria funcional da densidade para investigar as propriedades estruturais e eletr?nicas de nanoporos em nitreto de boro hexagonal (hBN). Estudamos diferentes tamanhos de nanoporos com geometria triangular, que podem ter apenas um tipo de termina??o de borda, B-H (boro-hidrog?nio) ou N-H (nitrog?nio-hidrog?nio), e tamb?m estudamos nanoporos com geometrias hexagonais que t?m uma mistura estequiom?trica entre termina??es N-H e B-H. Estes c?lculos serviram de base para a parametriza??o de um modelo de liga??o. Tal modelo simplifica um problema complexo de muitos ?tomos permitindo fazer previs?es anal?ticas e tamb?m implementar um algoritmo Monte Carlo, o que torna vi?vel um estudo r?pido da estabilidade dos poros em hBN a diferentes temperaturas e ambientes qu?micos.The study of two-dimensional materials has intensified in recent decades because of the wide variety of technological applications that they can offer. It?s been a few years that the main protagonist of this growing interest has been graphene, which had been studied by theoretical methods since the 60s, but it was not until 2004 that it could be obtained experimentally through the exfoliation process. Since then, interest in improving methods of production and in studying other 2D materials with promising properties have grown. In this work, we apply first-principle calculations based on the density functional theory to investigate the structural and electronic properties of nanopores in hexagonal boron nitride (hBN). We studied different sizes of nanopores with triangular geometry, which can have only one type of edge termination, B-H (boron-hydrogen) or N-H (nitrogen-hydrogen), and we also studied nanopores with hexagonal geometries that have stoichiometric proportions of N-H and B-H terminations. These calculations served as a basis for the parameterization of a bond model. Such a model simplifies the complex problem of many atoms allowing to make analytical predictions and also to implement a Monte Carlo algorithm, which makes it fisiable a quick study of pore stability in hBN at different temperatures and chemical environments