Dicloreto de Metais de Transição Bidimensionais sob Irradiação Eletrônica: Produção de Defeitos e Dopagem

Utilizando simulações atomísticas de primeiros princípios, estudamos a resposta de camadas atômicas finas de dicloretos de metais de transição (TMDs) — uma nova classe de materiais inorgânicos bidimensionais com propriedades eletrônicas únicas — à irradiação eletrônica. Calculamos as energias de limite de deslocamento para átomos em 21 compostos diferentes e estimamos as energias eletrônicas correspondentes necessárias para produzir defeitos. Para uma estrutura representativa de MoS2, realizamos experimentos de microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução e validamos nossas previsões teóricas por meio de observações da formação de vazios sob exposição a um feixe de elétrons de 80 keV. Mostramos ainda que os TMDs podem ser dopados preenchendo os vazios criados pelo feixe de elétrons com átomos de impureza. Assim, nossos resultados não apenas lançam luz sobre a resposta à radiação de um sistema com dimensionalidade reduzida, mas também sugerem novas maneiras de engenharia da estrutura eletrônica dos TMDs.