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Type: Tese de Doutorado
Title: Estudo de novos nanomateriais por primeiros princípios: confinamento de oxigênio em nanotubos, camadas de AgSH, Ag2S e filmes finos ferroelétricos
Authors: Daniel Vasconcelos Pazzini Massote
First Advisor: Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
First Referee: Simone Silva Alexandre
Second Referee: Rodrigo Gribel Lacerda
Third Referee: Alan Barros de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee4: Rodrigo Barbosa Capaz
Abstract: Nesta tese, empregamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade para investigar propostas de novos compostos nanoestruturados. Tratamos três problemas distintos. Em um primeiro trabalho, investigamos o encapsulamento de moléculas de O2 em fulerenos e nanotubos estreitos. Mostramos a auto-organização dessas moleculas em aglomerados, e o alinhamento desses aglomerados ao longo do eixo de nanotubos, formando cadeias lineares. Caracterizamos as estruturas obtidas e conduzimos simulações de dinâmica molecular para testes de estabilidade. O segundo relaciona-se com estruturas bidimensionais. Recentemente, materiais omo o MoS2 e outros dicalcogenios têm atraído grande atenção por suas propriedades físicas e pelo potencial de aplicação em nanote nologia. Seguindo essa tendência, e motivados por alguns resultados experimentais, propomos materiais com este- quiometrias Ag2X e AgXH, sendo X um elemento al ogênio, como o enxofre ou o selênio. Determinamos as propriedades eletrônicas e estruturais de mono e multi camadas baseadas nesses compostos. Discutimos suas estabilidades, e os caracterizamos, mostrando a existência de gaps de energia diretos e fortemente dependentes do número de amadas. Em alguns asos, mostramos a o orrência de transições semi ondutor-metal. Finalmente, investigamos lmes nos de óxido de bário, BaO. Motivados por trabalhos que indi am a possibilidade de mo- dulação de propriedades de polarização em função de deformações compressivas, realizamos estudos dessa fenomenologia em lmes ultra nos. Caracterizamos também a reconstrução das supercies dos lmes quando funcionalizadas com grupos hidroxila.
Abstract: In this thesis, we employed first principles calculations based on the Density Functional Theory to investigate proposals of novel nanostru tured compounds. We have treated three distinct problems. In a rst work, we investigated the en apsulation of O2 mole ules within fullerenes and narrow nanotubes. We showed the self-assembly of these mole ules in lusters, and the alignement of su h lusters along the nanotube axis, forming linear hains. We hara terized su h stru tures and we ondu ted mole ular dynami s simulations to perform stability tests. The se ond one is related to two dimensional stru tures. Re ently, materials su h as MoS2 and other di hal ogenides have attra ted great attention due to their physi al properties and their potential of appli ation in nanote hnology. Following this trend, and motivated by some experimental results, we proposed materials with stoi hiometries Ag2X and AgXH, in whi h X is a hal ogenide element, su h as sulfur or selenium. We determined the ele troni and stru tural properties of mono and multilayers based on these ompounds. We dis ussed their stabilities, and we hara terized them, showing the existen e of dire t energy gaps whi h are strongly dependent on the number of layers. In some ases, we showed the o urren e of semi ondu tor-metal transitions. Finally, we investigated barium oxide (BaO) thin lms. Motivated by works whi h indi ate the possibility of modulations of polarization properties as a fun tion of ompressive deformations, we ondu ted studies of this phenomenology in ultra thin lms. We also hara terized the surfa e re onstru tion of the lms when fun tionalized with hydroxyl groups.
Subject: Materiais bidimensionais
Nanotubos de carbono
Teoria do funcional de densidade
Filmes finos de óxidos
Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9WAKJU
Issue Date: 10-Apr-2015
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