Estudo teórico de nanotubos de carbono, germânio e silício

• Autor(a) principal: Vargas, Marcos dos Reis
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações da UEG
• Texto Completo: http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/500
• topic: Nanotubos de Carbono; Nanotubos Inorgânicos; Carbon nanotubes; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA

Os nanotubos de carbono têm despertado o interesse devido a sua versatilidade, podendo ser empregados, por exemplo, em dispositivos eletrônicos, sensores de gases e como elementos de reforço na formação de compósitos. Podem ser classificados em nanotubos de parede simples se somente uma folha de átomos é enrolada para originá-lo ou se são formados por mais de uma folha são chamados de nanotubos de parede múltipla. Existe também uma classificação de acordo com a direção do enrolamento da folha, permitindo classificar estas estruturas em quirais e aquirais (armchair e zigzag). Desde a descoberta dos nanotubos de carbono de parede simples vem-se estudando suas propriedades estruturais, eletrônicas e mecânicas, além de ter identificado nanotubos inorgânicos, tal como o de silício. Neste trabalho faz-se o estudo dos nanotubos de carbono, germânio e silício, onde os modelos foram obtidos através de um algoritmo do Shell do Linux. A partir das coordenadas geradas com o algoritmo utilizou-se o método semi-empírico MNDO para otimizar todas as estruturas que foram soltas de forma alternada, a distância de ligação, o ângulo de ligação e o ângulo de torsão, fazendo um total de dez etapas. Após a otimização, pode-se notar que as distâncias de ligação nas extremidades dos nanotubos estudados foram menores que as do meio, pois nas pontas existem valências livres, sendo compensadas pelo método de cálculo através da diminuição da distância de ligação. Observou-se também uma maior alteração nas cargas médias das extremidades. O dipolo e a diferença de energia |HOMO-LUMO| também foi calculada, onde foi possível observar alterações destas propriedades entre as duas configurações estudadas e com o aumento do diâmetro e do comprimento do nanotubo. As coordenadas otimizadas com o método MNDO foram utilizadas para a realização de cálculos ab initio Hartree-Fock e com a Teoria do Funcional de Densidade utilizando-se a função de base 6-31G, os resultados obtidos foram analisados de acordo com as distâncias médias, cargas médias, diferença |HOMOLUMO| e energia de estabilização quando ocorre o aumento do comprimento do nanotubo.