Estudo da interação entre nanopartículas de ouro funcionalizadas e moléculas doadoras e aceitadoras de elétrons: um estudo por primeiros princípios
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Simone Silva Alexandre
Klaus Wilhelm Heirinch Krambrock
Klaus Wilhelm Heirinch Krambrock
Resumo
Devido ao seu grande potencial para aplicações, as nanopartículas de ouro têm despertado um grande interesse da comunidade científica. Neste trabalho, estudamos os efeitos da interação entre nanopartículas de ouro funcionalizadas e moléculas aceitadoras (hexafluorofosfato) e doadoras (tetrabutilamônio) de elétrons. A investigação das propriedades destes sistemas foi feita através de cálculos por primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade. Utilizamos dois modelos de nanopartículas, cada um com três tamanhos diferentes, variando o tamanho das moléculas que as funcionalizam. Investigamos a estabilidade relativa entre os sistemas, as distâncias relativas aos centros de massa da nanopartícula e do dopante, e os efeitos de dopagem. Nossos resultados indicam que o dopante aceitador apresenta menores distancias de equilíbrio, relativas ao centro de massa da nanopartícula, que o dopante doador. Foi observadotambém que a transferência de carga tem um comportamento aproximadamente linear com o número de dopantes, ate certo número de dopantes, para o dopante aceitador.
Abstract
Gold nanoparticles have received considerable attention because of their promising applications. In this work, we studied the interaction between gold nanoparticles with thiolate protecting ligands and donor molecules (tetrabutylammonuim) or acceptor molecules (hexafluorophosphate). The investigation of the system properties was performed by first-principles calculations based on the Density Functional Theory. Two models of nanoparticles were used, each one having three different sizes, by varying of the size of thiolate ligand. We investigatedthe relative stability between the systems, the relative distances between the centers of mass of the nanoparticle and the dopant, and the effect of doping. Our results show that the equilibrium distances between the acceptor dopants, and the center of mass of the nanoparticle are smallerthose for the donor dopant. It was also observed that the charge transfer behavior is approximately linear with the number of dopants to the acceptor dopant, up to a critical number of dopants.
Assunto
Física
Palavras-chave
DFT, Tetrabutilamônio, Dopagem, Nanopartículas de Ouro, Hexafluorofosfato