Banca de QUALIFICAÇÃO: GABRIELE MORAIS DE SOUSA LIMA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: GABRIELE MORAIS DE SOUSA LIMA
DATA: 25/05/2026
HORA: 09:30
LOCAL: Auditório do Departamento de Física/CCN
TÍTULO: Estudo de Primeiros Princípios das Propriedades Estruturais e Eletrônicas da Heteroestrutura Cx(BN)y/TiO2(101): Da Camada de Grafeno ao Nitreto de Boro
PALAVRAS-CHAVES: heteroestruturas bidimensionais; BCN; TiO2; DFT; fotocatálise.
PÁGINAS: 25
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Física
RESUMO:

Este trabalho investiga, por meio de cálculos de primeiros princípios
baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e no método de Monte
Carlo, as propriedades estruturais e eletrônicas de heteroestruturas formadas
entre a superfície (101) do TiO2 na fase anatase e diferentes configurações de
BCN (boro-carbono-nitrogênio). As simulações foram realizadas utilizando o
código SIESTA, considerando 17 heteroestruturas distintas que representam a
transição gradativa da monocamada de grafeno puro até o nitreto de boro
hexagonal. O estudo desses sistemas é relevante devido ao crescente
interesse em heteroestruturas bidimensionais aplicadas à fotocatálise,
especialmente na busca por materiais com melhor aproveitamento da luz
visível e maior eficiência na separação de cargas fotoinduzidas.
Os resultados mostram que a interação entre o TiO2 e a camada BCN promove
modificações significativas na estrutura eletrônica do sistema, com uma
redução geral do gap eletrônico em relação ao TiO2 isolado. Um ponto de
inflexão crítico foi observado na configuração BN9 — que representa o estágio
onde a concentração de pares de boro-nitrogênio supera a de átomos de
carbono — apresentando um comportamento quase metálico devido à
presença de estados eletrônicos que reduzem drasticamente o gap. A partir
deste ponto, nas configurações BN10 até a BN16 (sendo esta última a
estrutura composta totalmente por BN), observou-se um aumento quase
gradual e sistemático do gap eletrônico.
A análise da densidade de estados projetada (PDOS) revelou uma contribuição
significativa dos estados eletrônicos do BCN próximos ao nível de Fermi,
evidenciando a forte influência da camada bidimensional sobre as propriedades
eletrônicas da heteroestrutura. Além disso, a análise de transferência de carga
mostrou uma reorganização eletrônica entre o TiO2 e o BCN, com uma
inversão do papel do TiO2 de aceitador para doador de carga ao longo das
diferentes configurações investigadas. Os resultados obtidos fornecem uma
base importante para o entendimento da física de interfaces em
heteroestruturas TiO2/BCN, contribuindo para a compreensão dos mecanismos
de interação eletrônica e do potencial desses sistemas em aplicações
fotocatalíticas de alta eficiência.

MEMBROS DA BANCA:
Externo ao Programa - 1689597 - ANDRE ALVES LINO
Interno - 1548848 - EDUARDO COSTA GIRAO
Externo ao Programa - 1689475 - JONATHAN DA ROCHA MARTINS
Externo ao Programa - 1689767 - MAURISAN ALVES LINO
Presidente - 1340442 - RAMON SAMPAIO FERREIRA