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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Estudo de nanofios monoatômicos por métodos de primeiros princípios
Authors: Frederico Ramos Fioravante
First Advisor: Ricardo Wagner Nunes
First Referee: Flavio Orlando Plentz Filho
Second Referee: Helio Chacham
Third Referee: Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
Abstract: Neste trabalho são apresentados os resultados de relaxações de fios metálicos monoatômicos infinitos com geometrias linear e em zig-zag planar. Os cálculos foram realizados por um programa de cálculo de estrutura eletrônica de primeiros princípios chamado SIESTA. Os metais utilizados nos cálculos foram o rutênio, o ródio, o paládio e a prata da série 4d da tabela periódica e o irídio, a platina e o ouro da série 5d. Foi encontrado apenas um mínimo de energia no fio zig-zag para cada um dos metais da série 4d, sendo que, estes mínimos ocorreram em ângulos próximos a 600. Nos fios em zig-zag dos metais da série 5d, porém, foram encontrados dois mínimo de energia. O primeiro mínimo dos metais 5d foram encontrados em ângulos próximos a 600, o segundo mínimo foi encontrado em ângulos próximos a 1200. Foi observado que estruturas com numeros de coordenação maiores têm maiores comprimentos de ligação. Em todos os metais, o primeiro mínimo do fio zig-zag (600) é mais estável que o fio linear. Nos metais 5d, o segundo mínimo de energia é (1200) mais estável que o fio linear e menos estável que o primeiro mínimo (600). Resultados experimentais indicam a formação de cadeias de átomos finitas para metais da série 5d e uma fraca tendência para formação dessas cadeias para metais da série 4d, em experimentos onde, filmes finos metálicos são bombardeados por feixes de elétrons, gerando buracos que coalescem em cadeias monoatômicas. Nossos resultados estão de acordo com essas observações, na medida em que uma estrutura de coordenação 2 é encontrada para metais da série 5d e não é encontrada para metais da série 4d.
Abstract: In the present work, results of electronic-structure calculations of metallic monoatomic nanowires with linear and zigzag planar geometry are presented. The calculations were performed using a first principles methodology based on the density functional theory within the generalized-gradient and the pseudopotential approximations. Calculations were performed for the following metals: ruthenium, rhodium, palladium, and silver from the 4d series, and iridium, platinum, and gold from the 5d series. Only one energy minimum was found for a zigzag shaped wire for each metal from the 4d series. This minimum at angles close to 600 in the zigzag vertices, resulting in a structure with coordination number equals to four. In the 5d series, two stable zigzag structures were found. One, with angles close to 600, and the other with angles close to 1200. We observe that the bond lengths grow with the atomic number Z. In every metal studied, the energy minimum of the zigzag wire close to 600 was more stable then the linear one. In the 5d series metals, the energy minimum of the zigzag wire close to 1200 was less stable than the energy minimum close to 600 and more stable than the linear one. Experimental results have showed the formation of monoatomic finite chains for 5d series metals, which are more difficult of being observed for the 4d metals. Our results agree with these observations, to the extent that a stable structure with coordination 2 is found for the 5d series metals and not for the 4d series metals.
Subject: Estrutura eletronica
Nanotubos
Física
Nanofios metálicos
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-5KUP4R
Issue Date: 26-Aug-2002
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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