Propriedades eletrônicas de nanofitas de fosforeno com bordas normais e enviesadas sob um campo elétrico

Resumo

Materiais bidimensionais são candidatos promissores para o desenvolvimento da tecnologia devido às suas propriedades únicas e incomuns em comparação aos materiais convencionais. A monocamada de fósforo negro (fosforeno), por exemplo, tem uma estrutura hexagonal enrugada devido à hibridização sp³, exibindo propriedades eletrônicas e térmicas altamente anisotrópicas. Resultados recentes revelaram que o fosforeno apresenta alta mobilidade de portadores, alta absorção óptica e de UV, entre outras propriedades atraentes, que são de interesse especial para aplicações optoeletrônicas. Cortes em direções apropriadas na estrutura de rede do fosforeno possibilita, pelo menos, quatro tipos de bordas, a saber: armchair normal (nAC), armchair enviesada (sAC), zigzag normal (nZZ) e zigzag enviesada (sZZ). Nanofitas com esses tipos de bordas podem apresentar propriedades eletrônicas interessantes quando submetidas a um campo elétrico externo. Nesse sentido, nosso trabalho explora os espectros de energia e autoestados de nanofitas de fosforeno submetidas a um campo elétrico. Usando um modelo tight-binding (TB) implementado no KWANT, um pacote de cálculo numérico baseado em Python, investigamos a estrutura de bandas e as funções de onda para nanofitas com diferentes tipos de bordas. Os resultados mostram que a aplicação de um campo elétrico em nanofitas de fosforeno, com tipos específicos de bordas, possibilita a modulação do bandgap (região proibida de energia), o que pode ser essencial para aplicações nanoeletrônicas de fosforeno.