Propriedades eletrônicas e ópticas de derivados de adamantano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Antonio Marcos Silva
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/42924
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2021.
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spelling Propriedades eletrônicas e ópticas de derivados de adamantanoPropriedades eletrônicasPropriedades ópticasAdamantanoTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2021.Um elemento encontrado em abundância na natureza, que é a base para os materiais orgânicos, essencial para a vida, é o carbono, também presente na formação de hidrocarbonetos, que devido sua propriedade de alotropia, dá origem a vários materiais, o fulereno, o grafeno, a grafite, o diamante, dentre outros. Diante da diversidade de hidrocarbonetos, um com características semelhantes ao diamante e que tem atraído o interesse de vários pesquisadores, são os diamantóides, que tem como o primeiro da série, o adamantano, que pode ter suas propriedades químicas e físicas alteradas mediante processos de dopagem. Dentro dessa perspectiva, o presente trabalho, visa um estudo teórico das propriedades eletrônicas e ópticas do adamantano, dopado com enxofre e oxigênio, c om o objetivo de descrever e adequar essas propriedades para uma maior diversidade de aplicações tecnológicas, uma vez que o adamantano puro tem características de isolante e absorção óptica na faixa ultravioleta. A dopagem proposta deu origem a 126 estruturas distintas dopadas nos carbonos terciários e 1460 estruturas diferentes, dopadas nos carbonos secundários, sendo 730 com ligação dupla e 730 com ligação simples. Devido ao número elevado de moléculas, foi selecionado um grupo de 61 moléculas com ligação simples ou dupla, que melhor representam o comportamento de gap dessa classe de adamantanos. Os cálculos foram realizados com o programa Materials Studio utilizando a Aproximação da Densidade Local, com o funcional PWC, e base DNP e TNP com pseudopotencial DSPP para obtenção mais rápida dos resultados; a base TNP apresentou melhores resultados das propriedades eletrônicas e óptica do adamantano e seus derivados. Foi observado que as moléculas dopadas com átomos de enxofre (ligações duplas) reduziram o gap de energia significativamente se comparado ao adamantano puro, o mesmo foi notado no espectro de absorção, onde as estruturas dopadas com enxofre tiveram seu espectro mais deslocado para a região do visível, porém o mesmo não foi observado nas estruturas com ligação simples. Diante dos resultados, é possível dizer que a ordem de ligação interfere significativamente na redução do gap de energia dos adamantanos dopados com enxofre e/ou oxigênio, bem como, interfere também no seu espectro de absorção, fato esse que torna relevante para possíveis aplicações em eletrônica e óptica.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).An element found in abundance in nature, which is the basis for organic materials, essential for life, is the carbon, also present in the formation of hydrocarbons, which due to its allotropy property, gives rise to various materials, the fullerene, the graphene, graphite, diamond, among others. Given the diversity of hydrocarbons, one with characteristics similar to diamonds and which has attracted the interest of several researchers, are the diamondoids, whose first in the series is adamantane, which can have its chemical and physical properties altered through doping processes. Within this perspective, the present work aims at a theoretical study of the electronic and optical properties of adamantane, doped with sulfur and oxygen, in order to describe and adapt these properties for a greater diversity of technological applications, since pure adamantane has characteristics of insulating and optical absorption in the ultraviolet range. The proposed doping gave rise to 126 distinct structures doped on tertiary carbons and 1460 different structures, doped on secondary carbons, 730 with double bond and 730 with single bond. Due to the high number of molecules, a group of 61 molecules with single or double bonds was selected, which best represent the gap behavior of this class of adamantanes. The calculations were performed with the Materials Studio pro gram using the Local Density Approximation, with the PWC functional, and DNP and TNP basis with DSPP pseudopotential to obtain faster results; the TNP base showed better results for the electronic and optical properties of adamantane and its derivatives. It was observed that molecules doped with sulfur atoms (double bonds) significantly reduced the energy gap compared to pure adamantane, the same was noticed in the absorption spectrum, where structures doped with sulfur had their spectrum more shifted to the region of visible, but the same was not observed in structures with single bond. In view of the results, it is possible to say that the binding order significantly interferes in the reduction of the energy gap of adamantanes doped with sulfur and/or oxyg en, as well as interferes in their absorption spectrum, a fact that makes it relevant for possible applications in electronics and optics.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaAzevedo, David LimaSantos, Antonio Marcos Silva2022-02-16T12:25:29Z2022-02-16T12:25:29Z2022-02-162021-10-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSANTOS, Antonio Marcos Silva. Propriedades eletrônicas e ópticas de derivados de adamantano. 2021. 102 f., il. Tese (Doutorado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/42924A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-20T16:58:46Zoai:repositorio.unb.br:10482/42924Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-20T16:58:46Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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