Propriedades eletrônicas e estruturais de nanotubos de dióxido de titânio por primeiros princípios

• Autor(a) principal: Andre Alves Lino
• Data de Publicação: 2007
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/IACO-75VTGZ
• topic: Dióxido de titânio; Nanotubos; Estrutura eletrônica; Teoria Funcional da Densidade; Dióxido de titânio; Nanotubos; Estrutura eletrônica; Teoria Funcional da Densidade

Neste trabalho, aplicamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT - Density Functional Theory) para estudar nanotubos de TiO2. Primeiramente consideramos os aspectos estruturais. Para isso, propomos nanotubos obtidos a partir do enrolamento de camadas de TiO2 na fase anatase orientadas na direção (001). A estabilidade destas estruturas foi investigada por comparação da energia de strain dos nanotubos com a energia de superfície de nano-fitas de TiO2. Os resultados mostram que os nanotubos tornam-se energeticamente favoráveis para diâmetros em torno de 70 °A, em excelente acordo com a distribuição de diâmetros dos nanotubos de TiO2. Em seguida, consideramos as propriedades eletrônicas visando a modulação do gap por aplicação de campo elétrico transverso. De fato, mostramos a manifestação do efeito Stark gigante, a qual é responsável por uma significante redução do gap. Além disso, estudamos o efeito de dopagens de átomos de carbono e nitrogênio na estrutura eletrônica de camadas de TiO2 (resultados similares são esperados para os nanotubos). Estas dopagens podem ser úteis na tentativa de trazer a absorção ótica do composto TiO2 a partir do ultravioleta para `a região visível do espectro.