Estudo teórico da interacção de oxigênio com nanotubos de BC2N
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Data de Publicação: | 2011 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9217 |
Resumo: | Using first principles calculations based on the Density Functional Theory (DFT) with spin polarization and norm conserving fully separable pseudopotentials, we have studied the structural and electronic properties of the BC2N nanotubes and its interaction with oxygen atomic and molecular. The interaction with the atomic oxygen is investigated using substitutional and interstitial oxygen defects in type II BC2N nanotubes with two different chiralities: the armchair (3,3) and the zigzag (5,0). The interaction with the oxygen molecular is investigated by the adsorption of the O2 in the inner and outer surfaces of a type II armchair (3,3) BC2N nanotube. Our results show that the oxygen in the nitrogen site (ON) is the most favorable site for the substitutional oxygen defect and the electronic properties are similar for the two nanotubes, and shallow donor levels are observed. For the interstitial oxygen defects, the oxygen between the bond of boron and CI carbon (B-O-CI) is the most favorable site and electronic properties are only slightly modified compared with the pristine systems. For the interaction of oxygen molecular with a armchair (3,3) BC2N nanotube, the most stable configuration is obtained for the O2 molecule in the inner surface and perpendicular to the nanotube axis. This configuration is also more stable, considering the Van der Waals interactions between the nanotube and the O2 molecule in the calculation of binding energies. The electronic properties are not changed. We conclued that the interaction between the (3,3) nanotube and the O2 molecule is a phy-sical process, ruled by the Van der Waals interactions. |
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2017-05-042017-05-042011-04-19RUPP, Caroline Jaskulski. Theorical study of the oxygen interaction with BC2N nanotubes. 2011. 125 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2011.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9217Using first principles calculations based on the Density Functional Theory (DFT) with spin polarization and norm conserving fully separable pseudopotentials, we have studied the structural and electronic properties of the BC2N nanotubes and its interaction with oxygen atomic and molecular. The interaction with the atomic oxygen is investigated using substitutional and interstitial oxygen defects in type II BC2N nanotubes with two different chiralities: the armchair (3,3) and the zigzag (5,0). The interaction with the oxygen molecular is investigated by the adsorption of the O2 in the inner and outer surfaces of a type II armchair (3,3) BC2N nanotube. Our results show that the oxygen in the nitrogen site (ON) is the most favorable site for the substitutional oxygen defect and the electronic properties are similar for the two nanotubes, and shallow donor levels are observed. For the interstitial oxygen defects, the oxygen between the bond of boron and CI carbon (B-O-CI) is the most favorable site and electronic properties are only slightly modified compared with the pristine systems. For the interaction of oxygen molecular with a armchair (3,3) BC2N nanotube, the most stable configuration is obtained for the O2 molecule in the inner surface and perpendicular to the nanotube axis. This configuration is also more stable, considering the Van der Waals interactions between the nanotube and the O2 molecule in the calculation of binding energies. The electronic properties are not changed. We conclued that the interaction between the (3,3) nanotube and the O2 molecule is a phy-sical process, ruled by the Van der Waals interactions.Utilizando cálculos de primeiros princípios fundamentados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) com polarização de spin e pseudopotenciais de norma conservada, estudamos as propriedades estruturais e eletrônicas de nanotubos de BC2N e a sua interação com oxigênio atômico e molecular. A interação com oxigênio atômico foi investigada através de defeitos de oxigênio substitucional e oxigênio intersticial em nanotubos de BC2N do tipo II com duas quiralidades diferentes: armchair (3,3) e zigzag (5,0). A interação com oxigênio molecular foi investigada através da adsorção de uma molécula de O2 na superfície interna e externa de um nanotubo de BC2N armchair (3,3) do tipo II. Nossos resultados mostram que o oxigênio no sítio do nitrogênio (ON) é o sítio mais favorável para o defeito de oxigênio substitucional e as propriedades eletrônicas apresentam características semelhantes para os dois nanotubos e níveis doadores rasos estão presentes. Para o defeito de oxigênio intersticial, o oxigênio entre a ligação de boro e de carbono CI (B-O-CI) é o sítio mais favorável e as propriedades eletrônicas apresentam poucas modificações em comparação com os sistemas pristina. Para a interação de oxigênio molecular com um nanotubo de BC2N armchair (3,3), a configuração mais estável é obtida para a molécula de O2 adsorvida internamente e perpendicularmente ao eixo do nanotubo (3,3). Esta configuração também é a mais estável, considerando as interações de Van der Waals entre o nanotubo e a molécula de O2 no cálculo das energias de ligação. As propriedades eletrônicas são pouco modificadas pela presença da molécula de O2, ou seja, apresentam dois níıveis de spin down no gap de energia que estão localizados na molécula de O2. Concluímos que a interação entre o nanotubo (3,3) e a molécula de O2 é uma interação física, tipo interação de Van der Waals.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFSMBRFísicaTeoria do Funcional da DensidadeNanotubos de BC2NOxig enioDensity functional theoryBC2N nanotubesOxygenCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAEstudo teórico da interacção de oxigênio com nanotubos de BC2NTheorical study of the oxygen interaction with BC2N nanotubesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisBaierle, Rogério Joséhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782775Y3Rossato, Jussanehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700062Z3Villetti, Marcos Antoniohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727951T2http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4218314T0Rupp, Caroline Jaskulski100500000006400500500300500b9eaf9d0-56e3-4101-a0a4-9cdee08d2a3ae5ea6cee-f81a-4881-bad0-9829a8bd207003241fa4-9cc6-4dd0-97d0-80b14730c62cdf06cb3e-5d01-4d9a-982f-4eb4aa98ed7einfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALRUPP, CAROLINE JASKULSKI.pdfapplication/pdf7150976http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9217/1/RUPP%2c%20CAROLINE%20JASKULSKI.pdfbd0f3f58d082ccd4f12e7e1379638e94MD51TEXTRUPP, CAROLINE JASKULSKI.pdf.txtRUPP, CAROLINE JASKULSKI.pdf.txtExtracted texttext/plain239717http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9217/2/RUPP%2c%20CAROLINE%20JASKULSKI.pdf.txta7c99b5c1aaa840649dfc58b6d272ac5MD52THUMBNAILRUPP, CAROLINE JASKULSKI.pdf.jpgRUPP, CAROLINE JASKULSKI.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5011http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9217/3/RUPP%2c%20CAROLINE%20JASKULSKI.pdf.jpg04d34e18cc0c88633859197e0d2f89edMD531/92172017-07-25 11:52:24.549oai:repositorio.ufsm.br:1/9217Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2017-07-25T14:52:24Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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