MoS2 eta WS2 monogeruzen egitura elektroniko eta magnetikoaren ab-initio kalkuloak

Abstract

Bi dimentsiotako materialetan presente diren propietate elektroniko bereziek betidanik piztu izan dute komunitate zientifikoaren interesa. Idealki atomo bakarreko lodierako materialak diren hauek hasiera batean joku teoriko huts zirela uste bazen ere, A.K. Geim eta K.S. Novoselov-ek kontrakoa frogatu zuten lehenengo aldiz grafenoa sintetizatuz[1]. Grafitoa osatzen duen geruzetako bakoitza den grafenoak guztiz anomaloak diren pro- pietate elektronikoak dauzka, Dirac-en motako sei puntuz besterik ez osatutako Fermi gainazala duelarik. Honen ondorioz, eroapen elektroiak masa gabekoak balira bezala higitzen dira mobilitate elektronikoa areagotuz. Propietate berezi hauetaz baliatuko liratekeen aplikazio teknologiko posibleek[2] material honekiko interesa egun arlo zienti- fikotik at ere hedatzea eragin du. Grafenoaren sintesiaren errekonozimendu gisa Geim eta Novoselov-ek 2010ean fisikaren Nobel saria lortu zuten. Hala ere, grafenoa ez da sintetiza daitekeen material bidimentsional bakarra. Grafenoa lortzeko teknika bera erabiliz (banantze mikromekanikoa), Geim eta Novoselov-ek zu- zendutako taldeak M oS2 eta N bSe2 sintetizatzea lortu zuen[3]. Konkretuki, M oS2 mo- nogeruza erdieroalea izanik transistoreak minimizatzeko prozesuan silizioaren ordezkari gisa jarduteko hautagaia da. Hala ere, hau egin ahal izateko bere propietate elektro- nikoak sakonkiago aztertzea komeni da. Gradu amaierako lan honetan material honen egitura elektronikoaren eta magnetikoaren karakterizazio teorikoan aurrerapauso txiki bat egitea izan dugu helburu. Horrez gain, W S2 materiala ere era berean landu da, tungsteno atomoa pisutsuagoa izatean, spin-orbita elkarrekintzaren eragina nabariagoa izatea espero baita. Modu honetan, lan hau hiru atal nagusitan banatzen da. Lehenengoa teoriari dago- kio, DF T (Dentsitatearen Funtzionalaren Teoria) inplementatzeko oinarri teorikoa lan- du delarik. Magnetizazioa aztertzeko ezinbestekoa den espina inplementatzeko modua ere aztertu da, eta baita egin beharreko hurbilketen eta pseudopotentzialen metodoaren azalpen bat eman ere. Bigarren atalean QuantumEspresso kodea erabiliz burututako ab-initio kalkuluen deskripzio eta emaitzak aurkeztu dira, azkenei dagokien interpreta- zioa eginez. Bertan M oS2 -n bolumenetiketik monogeruzara pasatzeak egitura elektroni- koan duen eragina aztertu da, ondoren M oS2 eta W S2 monogeruzen banda egitura eta magnetizazioan analisi sakonagoa eginez. Azkenengo atalean ateratako ondorioak idatzi dira, etorkizunerako lanetarako ateak zabalduz.