A figura (4.24) mostra as geometrias de equilíbrio do F e, como exemplo, sobre essas hetero- junções. Como é possível observar nas figuras vistas de cima, temos heterojunções de 1S0-1S1, 2S0-1S1 e 3S0-1S1, conforme figuras (4.24-a3), (4.24-b3) e (4.24-c3), respectivamente. Observe que a fase 1S0-1S1, indica uma estrutura semelhante à estrutura S1 mas com uma fila extra de átomos de boro, conforme indica a região sombreada da figura (4.24-a3). Da mesma forma as estruturas 2S0-1S1 e 3S0-1S1são obtidas incorporando mais filas de átomos de boro. Dessa maneira a região central, entre vacâncias, tende a uma estrutura do tipo S0. Por isso o nome, junção S0-S1.
Figura 4.24: Trilhas de M T em heterojunções S0-S1. (a) M T sobre heterojunções 1s0-1s1; (b) M T sobre heterojunções 2s0-1s1; (c) M T sobre heterojunções 3s0-1s1.
Como pode ser observado na tabela (4.5), os valores de acoplamento ferro e antiferro, ∆EF M/AF M, podem variar bastante dependendo da heterojunção na qual a trilha é formada. Começando pelo Co, observamos que as trilhas Co/1S0-1S1 e Co/2S0-1S1 são ferromagnéticas e antiferromagnéticas, respectivamente. Entretanto, o valor de momento magnético por átomo de cada uma dessas trilhas é praticamente desprezível, assim como a energia de acoplamento, ∆EF M/AF M. No caso de Co/3S0- 1S1, o sistema é antiferromagnético. Assim, como verificado anteriormente nas trilhas de M T -S1, o cobalto, novamente, não apresenta propriedades magnéticas relevantes para esses sistemas.
Por outro lado, as trilhas de F e apresentam características magnéticas que variam conforme a heterojunção.A trilha F e/1S0-1S1 tem energia de acoplamento de −110, 94 meV/M T ., e uma fase Ferrimagnética, pois o momento magnético dos dois íons de F e, embora sejam paralelos, não possuem o mesmo módulo. Ao passar para a trilha F e/2S0-1S1 percebemos que o sistema conti- nua Ferrimagnético, no entanto, agora com os momentos magnéticos antiparalelo. E por fim, para F e/3S0-1S1, vemos que o sistema é agora antiferromagnético. Há, assim, uma tendência natu- ral da trilha de F e virar antiferromagnética a medida que aumentamos a quantidade de S0 na heterojunção.
Junção S0-S1 1s0-1s1 2s0-1s1 3s0-1s1 DF T DF T+U DF T DF T+U DF T DF T+U Co Ead -6,13 -6,26 -6,18 ∆EF M/AF M -0,25 -0,08 -0,08 0,25 21,42 147,92 m 0 0 0 0 0 0 Fe Ead -6,24 -6,35 -6,28 ∆EF M/AF M -0,16 -110,94 -12,06 58,49 -3,89 240,62 m -0,064/0,662 1,011/2,294 0,601/0,854 2,365/-2,397 0,85 2,576 Mn Ead -6,20 -6,18 -6,00 ∆EF M/AF M 121,58 268,76 5,47 -129,37 142,35 338,81 m 2,500 3,639 2,155/-2,179 3,620 2,125 3,444
Tabela 4.5: Energia de adsorção (Ead em eV/átomo de M T ), diferença de energia ferro e anti-ferro mag-
nética (∆EF M/AF M em meV/M T ) e momento magnético (m, em µB) para junção S0-S1
Já as trilhas de M n apresentam um comportamento distinto das trilhas de F e. Nesse caso, há uma alternância entre fases ferro e antiferro. Como observado, as trilhas M n/1S0-1S1 são antifer- romagnéticas. Aumentando a heterojunção para 1S0-1S1 o sistema passa a ser ferromagnético, com energia de acoplamento de −128, 37 meV/M T . No entanto, a fase volta a ser antiferromagnética para heterojunção 3S0-1S1, ∆EF M/AF M = 338, 81 meV/M T . Isso nos mostra que podemos obter um controle sobre o acoplamento mediante a escolha correta de heterojunção a ser usada.
Olhando para figura (4.25-a1 e b1) vemos que existe regiões de separação de cargas muito bem definida. Próximo da região do M T podemos notar uma maior área azul, indicando assim uma perda de carga elétrica do M T para o Borofeno. Através da análise de Bader, estimamos os valores dessa transferência de carga, no qual obtivemos ∆ρ = −0, 70 e−/M T para o sistema F e/1S0-1S1
Figura 4.25: Heterojunções 1s0-1s1. (a1) Transferência de carga, ∆ρ, entre o F e e o Borofeno calculada a partir dos átomos de F e. Regiões azuis estão positivamente carregadas e as verdes estão negativamente carregadas. O valor absoluto (em vermelho) foi calculado pela análise de Bader. (a2) Mostra a densidade de spin. Região vermelha para spin Up e verde para spin Down. (b1) e (b2) São as respectivas figuras para as trilhas de átomos de M n.Isosurf ace = 7, 0 × 10−3 e/Å3 em ambos os gráficos.
4.3. TRILHAS DE M T EM HETEROJUNÇÕES S0-S1. 61 e ∆ρ = −1, 19 e−/M T para M n/1S0-1S1, conforme mostra as figuras (4.25-a1 e -b1). Ainda com relação a essa transferência de cargas, é possível notar que a região próxima ao Borofeno, primeiros vizinhos, também existe um déficit de cargas (regiões azuis). Dessa forma há um acumulo de cargas no espaço entre os M T e o Borofeno, como pode ser facilmente observado (regiões verdes). Em relação a magnetização, figuras (4.25-a2 e b2), é possível identificar que os átomos de ferro se acoplam tipo ferro, figura (4.25-a2) e os átomos de M n antiferro, figura (4.25-b2), confirmando os valores descritos na tabela (4.5). Em ambos os casos, nota-se que existe uma pequena magnetização dos Boros vizinhos aos M T .
Figura 4.26: Heterojunções 2s0-1s1. (a1) Transferência de carga, ∆ρ, entre o F e e o Borofeno calculada a partir dos átomos de F e. Regiões azuis estão positivamente carregadas e as verdes estão negativamente carregadas. O valor absoluto (em vermelho) foi calculado pela análise de Bader. (a2) Mostra a densidade de spin. Região vermelha para spin Up e verde para spin Down. (b1) e (b2) São as respectivas figuras para as trilhas de átomos de M n.Isosurf ace = 7, 0 × 10−3 e/Å3 em ambos os gráficos.
Padrão semelhante, com relação às transferências de cargas, são notadas nas trilhas de M T sobre 2S0-1S1, figura (4.26). Podemos ver que tanta as regiões de acumulo de cargas quanto o valor numérico de ∆ρ, são semelhantes. No entanto, como mostra a figura (4.26-a2 e -b2) que ilustra as densidades de spins, a magnetização dos átomos de boro próximos ao M n são maiores neste caso. Além disso o sistema M n/2S0-1S1 é agora ferromagnético, como já exposto na tabela (4.5).
Da mesma fora que nas trilhas M T /1S0-1S1 figura (4.25), e trilhas M T /2S0-1S1 figura (4.26), as trilhas M T /3S0-1S1 (4.27), possuem regiões semelhante com relação às transferências de cargas e aos valores numéricos das mesmas. Isso nos mostra que a intercalação de Borofeno S0 em Borofeno S1 não altera a transferência de carga entre o M T e o Borofeno. Já com relação a magnetização, como foi visto na tabela(4.5), podemos afirmar que a heterojunção teve um papel importante. Tendo em vista que os trilhas de F e passaram de ferro para antiferro a medida que aumentamos a quanti- dade de S0 intercalados, e M n alternou entre ferro e antiferro. As figuras (4.27-a2 e -b2), mostram as densidades de spins do F e/3S0-1S1 e M n/3S0-1S1 a qual podemos observar que há também uma magnetização dos átomos de boro próximos a cada M T . Tais boros possuem magnetização com momento magnético antiparalelo aos momentos do M T . O mesmo fato é observado nas trilhas de M T sobre 1S0-1S1 e 2S0-1S1.
Figura 4.27: Heterojunções 3s0-1s1. (a1) Transferência de carga, ∆ρ, entre o F e e o Borofeno calculada a partir dos átomos de F e. Regiões azuis estão positivamente carregadas e as verdes estão negativamente carregadas. O valor absoluto (em vermelho) foi calculado pela análise de Bader. (a2) Mostra a densidade de spin. Região vermelha para spin Up e verde para spin Down. (b1) e (b2) São as respectivas figuras para as trilhas de átomos de M n.Isosurf ace = 7, 0 × 10−3 e/Å3 em ambos os gráficos.