Search for possible crystal structures of the 9.5GPa C60 polymer via DFT methods

• Autor(a) principal: Laranjeira, Jorge Diogo Marques
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/23498
• topic: Física; Funcionais de densidade; Interacções moleculares; Materiais poliméricos

A Teoria do Funcional da Densidade é usada para investigar possíveis estruturas de uma fase polimérica cúbica de faces centradas de C60 obtida a 9.5GPa e 823K. Verificámos que quando duas orientações moleculares padrão, compatíveis com uma estrutura cúbica, são consideradas, ligações poliméricas do tipo (2+2) cicloadição 5:6(PP) são formadas entre moléculas vizinhas com orientação diferente mas não entre moléculas vizinhas com a mesma orientação. Temos, assim, uma interação análoga à interação antiferromagnética. Foram estudadas estruturas ordenadas, construídas com as moléculas nestas orientações padrão, no entanto as estruturas obtidas não são compatíveis com o padrão de difração experimental, ou porque as estruturas não apresentam métrica cúbica ou porque a estrutura cúbica obtida dá origem a super-reflexões não observadas experimentalmente. Estes resultados permitiram-nos concluir, por analogia ao modelo de Ising antiferromagnético com interações entre vizinhos próximos numa rede cúbica de faces centradas, que a estrutura desta fase polimérica de C60 deverá ser frustrada em que uma dada molécula está ligada a oito das doze moléculas vizinhas mais próximas.