Fuleretos supercondutores de alta temperatura crítica

Autor: SILVA, Renato César da
Přispěvatelé: PAVÃO, Antonio Carlos, BASTOS, Cristiano Costa
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPE
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
Popis: CAPES A temperatura crítica (Tᴄ) dos fuleretos supercondutores do tipo A₂BC₆₀ e A₃C₆₀ (A, B = Na, K, Rb, Cs), com os metais alcalinos isolados e solvatados com moléculas de amônia, metilamina e água, é calculada através da equação BCS modificada usando uma análise multivariada do parâmetro de rede, raio iônico, eletronegatividade, e outras propriedades eletrônicas obtidas a partir de cálculos da Teoria do Funcional da Densidade para átomos metálicos e diferentes modelos de cluster representando os cristais supercondutores. A literatura mostra que a solvatação dos metais aumenta o volume da célula sem modificar a simetria fcc do cristal. A expansão da rede cristalina e modificações na estrutura eletrônica do material podem modificar significativamente a temperatura crítica. Nossos resultados estão em boa concordância com os dados experimentais, tanto para os fulerenos dopados com metais alcalinos quanto para os compostos solvatados (NH₃)₄Na₂CsC₆₀, (CH₃NH₂)K₃C₆₀ e (NH₃)K₃C₆₀. Na amoniação do Na₂CsC₆₀, ocorre uma expansão da rede e um aumento do caráter iônico das ligações químicas entre os ligantes nos sítios octaédricos e tetraédricos e o C₆₀, o que aumenta sua temperatura crítica em cerca de 20 K. A metilamina pode elevar a temperatura crítica, mas não é tão eficiente quanto à amônia. Encontramos também que a hidratação do Na₃C₆₀ leva ao estado supercondutor e que (H₂O)₄Cs₃C₆₀ é um fulereto high-Tᴄ em torno de 50 K. Cálculos de frequência nos clusters mostram que a região de interação elétron-fônon se situam na faixa de até 100 cm⁻¹, em acordo com dados experimentais. The critical temperature (Tᴄ) of the fullerides superconductors A₂BC₆₀ and A₃C₆₀ (A, B = Na, K, Rb, Cs) with the alkali metals isolated and solvated with ammonia, methylamine and water molecules is calculated trough the modified BCS equation using a analysis multivariate of the lattice parameter, ionic radius, electronegativity, and other electronic properties obtained from Density Functional Theory calculations for metallic atoms and different clusters models representing superconducting crystals. The literature shows that the solvation of the metals increases the volume of the cell without modifying the symmetry fcc of the crystal. The expansion of the crystalline lattice and modifications in the electronic structure of the material can significantly modify the critical temperature. Our results are in good agreement with the experimental data for both the alkali metal doped fullerides and the solvated compounds (NH₃)₄Na₂CsC₆₀, (CH₃NH₂)K₃C₆₀ and (NH₃)K₃C₆₀. In the ammoniation of Na₂CsC₆₀, there is an expansion of the lattice and an increase in the ionic character of the chemical bonds between the ligands at the octahedral and tetrahedral sites and the C₆₀, which increases its critical temperature by about 20 K. The methylamine can raise the critical temperature, but is not as efficient as ammonia. We also found that the hydration of Na3C60 leads to the superconducting state and that (H₂O)₄Cs₃C₆₀ is a high-Tᴄ fulleride around 50K. Frequency calculations in the clusters show that the electron-phonon interaction region is in the range of up to 100 cm⁻¹,, according to experimental data.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: