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Título: Propriedades estruturais, mecânicas, eletrônicas e vibracionais de novas nanoestruturas baseadas em adamantano
Título em inglês: Structural, mechanical, electronic and vibrational properties of new nanostructures adamantane-based
Autor(es): Santana, Josias Valentim
Orientador(es): Freire, Valder Nogueira
Coorientador(es): Caetano, Ewerton Wagner Santos
Palavras-chave: Nanotecnologia
Espectros vibracionais
Data do documento: 2011
Citação: SANTANA, J. V. (2011)
Resumo: Nesta dissertação é apresentado um estudo das propriedades estruturais, mecânicas, eletrônicas e vibracionais de nanofios, nanoplanos e nanotubos baseadas em adamantano. Para essas estruturas foram efetuadas otimizações da geometria usando dois métodos diferentes: Teoria do funcional da densidade na aproximação do gradiente generalizado (GGA) com o funcional de troca e correlação de Perdew, Burke e Ernzerhof (PBE) e a aproximação da densidade local (LDA) com o funcional de troca e correlação de Perdew-Wang (PWC). A partir da otimização dessas estruturas, foi possível calcular propriedades como a energia total, energia de formação, Gap de energia, estrutura de bandas e Densidade de estados, utilizando os programas Dmol3, Castep e DFTB+. Os resultados mostram que diferentes simetrias podem ser obtidas para cada nanoestrutura e que elas preservam os comprimentos de ligação da molécula do adamantano (para o caso dos nanotubos a medida que aumentamos o raio). Observamos também que o módulo de Young longitudinal é sempre maior que o transversal. Quanto à estabilidade termodinâmica, temos que os primeiros resultados mostram que todas as estruturas podem existir a temperatura ambiente. Para as propriedades eletrônicas, temos que são desde semicondutoras de gap largo até isolantes. Com respeito às propriedades vibracionais, temos que cada uma delas apresenta uma assinatura particular no espectro Raman e IR, podendo assim ser diferenciadas umas das outras, contudo, elas também carregam em sua assinatura picos característicos correspondentes ao adamantano.
Abstract: This dissertation presents a study of structural, mechanical, electronic and vibrational properties of nanowires, nanoplans and nanotubes based on adamantane. For these structures, geometry optimizations were performed using two different methods: density functional theory in generalized gradient approximation (GGA) with exchange-correlation functional of Perdew, Burke and Ernzerhof (PBE) [1, 2] and the local density approximation (LDA) with exchange-correlation functional of Perdew-Wang (PWC) [1]. From the optimization of these structures, it was possible to calculate properties such as total energy, formation energy, energy gap, band structure and density of states, using the programs Dmol3, Castep and DFTB+. The results show that different symmetries can be obtained for each nanostructure and they preserve the bond lengths of adamantane’s molecule (in the case of nanotubes as we increase the radius). We also observed that the longitudinal Young’s modulus is always larger than the cross. For the thermodynamic stability, we have that the first results show that all structures can exist at room temperature. For the electronic properties, we have that gap from semiconductor to insulating. With respect to the vibrational properties so that each one of them has a particular signature in the IR and Raman spectra, and thus can be differentiated from each other, however, they also carry in your signature characteristic’s peaks corresponding to the adamantane.
Descrição: SANTANA, J. V. Propriedades estruturais, mecânicas, eletrônicas e vibracionais de novas nanoestruturas baseadas em adamantano. 2011. 219 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/19893
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