Estudo teórico das propriedades mecânicas e eletrônicas de nanoestruturas de BN

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bevilacqua, Andressa da Cunha
Data de Publicação: 2011
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/0013000010888
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/2179
Resumo: Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Ciências Naturais e Exatas, Curso de Física, RS, 2011.
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spelling Estudo teórico das propriedades mecânicas e eletrônicas de nanoestruturas de BNTheoretical study of the electronic and structural properties of BN nanostructuresNitreto de boroEstrutura eletrônicaMódulo de YoungBoron nitrideElectronic structureYoung modulusTrabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Ciências Naturais e Exatas, Curso de Física, RS, 2011.Boron Nitride (BN) is a stable compound where boron and nitrogen are united by covalent bonds. It is also a material with hardness similar to diamond but more stable, retaining their hardness up to 2.000 °C while diamond discards on graphite at about 900 °C. Furthermore, it is a chemically inert, has high melting point, is a semiconductor with a band gap, etc. In summary, it is a material with potential to be used in various applications in the electronic industry. Using first principles calculations within the formalism of the density functional theory (DFT) we investigate the stability, mechanical and electronic properties of BN nanosctructures: nanotubes (NTs) and nanowires (NWs). The calculations were performed using the SIESTA computer-code that solve the Kohn-Sham (KS) equations in a self-consistent way. In order to represent the KS orbitals we use a linear combination of atomic orbitals with two zeta functions for each Gaussian and for a better rearrangement of the charge density we add a polarization function through the inclusion of d orbital, forming the DZP basis set. To modulate the strong electron-core interactions we use standard norm conserving pseudopotentials. Our initial results for the BN NTs show that these nanostructures have mechanical properties similar to carbon nanotubes (similar Young Modulus), are always semiconductor with a band gap energy almost independent of the tube diameter and chirality. For the BN NWs we observe that their properties (mechanical and electronic) are dependent of the structural symmetry (wurtzite or zinc blende).O Nitreto de Boro (BN) é um composto onde boro e nitrogênio, unem-se através de ligações covalentes. É também um material com dureza similar ao diamante, um pouco menos duro, mas mais estável, mantendo sua dureza até 2.000 °C, enquanto o diamante se desfaz em grafite a cerca de 900 °C. Além disso, é um material quimicamente inerte, possui alto ponto de fusão, é um semicondutor de gap de energia amplo, etc. Isso faz com que seja um material com potencialidade para ser utilizado em diversas aplicações na indústria eletrônica. Usando cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo do funcional da densidade (DFT) investigamos a estabilidade e as propriedades mecânicas e eletrônicas de nanotubos e nanofios de BN. Para os cálculos utilizamos o código computacional SIESTA que usa como base uma combinação linear de orbitais atômicos e resolve as equações de Kohn-Sham de maneira auto-consistente. Em nossos cálculos utilizamos duas funções zeta para cada gaussiana e para um melhor rearranjo da densidade de carga usamos uma função de polarização através da inclusão de um orbital d, formando a base DZP. Para descrever a forte interação elétron-caroço usamos pseudopotenciais de norma conservada. Estudamos nanotubos e nanofios deste material, calculando e analisando suas propriedades mecânicas e eletrônicas. Para isso calculamos seus respectivos Módulos de Young, que nos fornece informações sobre sua elasticidade e rigidez, e a estrutura de banda para analisarmos a parte eletrônica. Nossos resultados preliminares mostram que as nanoestruturas de BN possuem propriedades mecânicas similares aos nanotubos de carbono e as propriedades eletrônicas dos nanofios de BN são dependentes da simetria estrutural e do diâmetro dos nanofios.Universidade Federal de Santa MariaCentro de Ciências Naturais e ExatasBaierle, Rogério JoséBevilacqua, Andressa da Cunha2016-09-17T14:42:25Z2016-09-17T14:42:25Z2011-12-092011Trabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/2179ark:/26339/0013000010888porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2020-07-22T12:04:15Zoai:repositorio.ufsm.br:1/2179Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2020-07-22T12:04:15Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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