Ano2013
Curso:Química Licenciatura
Título:Estudo teórico de nanotubos de arseneto de gálio
Autor:Silva, Júnio César Fonseca
Orientador:Santos, José Divino dos
Assuntos:Química; Nanotubos - Arseneto de Gálio
Resumo:
Desde a descoberta dos nanotubos de carbono de parede simples (CNT) (1991) e dos nanotubos inorgânicos (1992) vem se estudando cada vez mais estas geometrias e suas propriedades nas quais pode se destacar propriedades estruturais, eletrônicas e mecânicas Este trabalho apresenta um estudo teórico da relação entre os nanotubos de Arseneto de Gálio e o plano cristalino (1,1,0) construído a partir de uma unidade básica da célula unitária formada por dois átomos de Gálio e dois átomos de Arsênio. Realizou-se diversos cálculos mecânico-quânticos para estas estruturas com o método semi-empírico PM7 (Parametric Method 7). Foram elaborados alguns Shells em linguagem de programação Shell Bash do Linux, para construção da célula unitária, do plano cristalino, dos nanotubos, e para auxiliar na filtragem e coleta das energias das estruturas, otimização das geometrias, distâncias de ligações, cargas de Mulliken e valores de |HOMO-LUMO|. As análises das estabilidades de formação dos níveis isolados do plano cristalino e do plano cristalino, em comparação com as unidades básicas mostraram que o plano cristalino é a estrutura mais estável quando comparadas entre si, devido ao menor número de valências livres e a formação de ligações químicas entre os átomos de Gálio e Arsênio das unidades básicas, apresentando desta forma uma menor energia. Já a análise da estabilidade de formação dos nanotubos foi feita em comparação com os planos cristalinos, mostrando que estes são menos estáveis do que os nanotubos, devido à distância de interação entre as extremidades do plano cristalino ser muito maior em comparação com os nanotubos, o que aumenta o número de valências livres desta estrutura. Após a otimização das geometrias dos nanotubos as análises das variações de energia mostraram que houve diminuições nos valores de energia com o aumento dos diâmetros e do número de níveis. Pode-se notar também que as distâncias de ligação nas extremidades dos nanotubos estudados foram menores que as do meio, devido às valências livres existentes nas extremidades, sendo compensadas pelo método de cálculo PM7 através da diminuição da distância de ligação. Observou-se através dos valores coletados das cargas de Mulliken que os átomos de Gálio e Arsênio das extremidades são mais deficientes em elétrons em relação aos átomos do meio. A analise dos valores de |HOMO-LUMO| em função do número de unidades básicas na horizontal (n) e do número de níveis (m) mostrou que para as estruturas mais estáveis estes valores estão entre 6,50 e 5,49 eV, o que atribui aos nanotubos de Arseneto de Gálio obtidos a partir do enrolamento do plano cristalino (1,1,0) características e propriedades de um material isolante.
Publicação:Autorizado
Arquivo:Estudo Teórico de Nanotubos de Arseneto de Gálio.pdf


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