Estudo de primeiros princípios de nanofios de inas submetidos a tensões extremas
| Autor: | Sampaio, Leonardo Fernandes |
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| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2017 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Repositório Institucional da UFSMUniversidade Federal de Santa MariaUFSM. |
| Druh dokumentu: | masterThesis |
| Popis: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The ability to manipulate materials at the atomic scale turn it possible to look for materials at the nanoscale that can supersede the performance of their bulk counterparts in specific tasks. Nanowires, due to their unique structural characteristics, are natural candidates for electric or heat conducting devices. When these nanowires take part of a circuit, they can subjected to an external stress that can change their intrinsic properties. In this work, we will be studying the mechanical and electronic behavior of narrow InAs nanowires, with different diameters, when subjected to extreme external stress. Our calculations use the Density Functional Theory, and the local density approximation to the exchange and correlation potential, as implemented in the VASP code. Our results reveal that the InAs nanowires exhibit a mechanical behavior which depends on the external stress and the nanowire diameter. For the narrowest diameter, it shows an elastic behavior followed by the rupture of the wire. As the nanowires turn thicker, different responses to the external stress take place. When the first chemical bonds are broken, the nanowire changes between elastic behaviors with different Young modulus. When more and more chemical bonds are broken (for the thicker nanowires), the nanowires show a plastic behavior, before the rupture. For each of these mechanical regimes, the electronic band structure of the nanowires is also analysed. Nanofios, devido às suas caracteristícas estruturais únicas, são candidatos naturais para dispositivos condutores de eletricidade e calor. Quando estes nanofios formam parte de um dispositivo, podem estar sujeitos a tensões externas que podem alterar as suas propriedades intrínsecas. Neste trabalho estudaremos o comportamento mecânico e eletrônico de nanofios de InAs com diferentes diâmetros quando sujeitos a tensões externas extremas. Nossos cálculos usam a Teoria do Funcional da Densidade dentro da aproximação da densidade local para o funcional de exchange e correlação, como implementado no código computacional VASP. Nossos resultados revelam que os nanofios de InAs exibem um comportamento mecânico que depende da tensão externa e do diâmetro do nanofio. Para o nanofio mais estreito, observa-se um comportamento elástico da curva de tensão vs elongação ( stress vs strain ), seguido de ruptura do fio. Quando os nanofios tornam-se mais espessos, diferentes respostas às tensões extremas são observadas. Quando as primeiras ligações químicas são quebradas, os nanofios mudam de regime elástico para outro, com diferentes valores de módulo de Young. Quando mais e mais ligações químicas são quebradas, sempre do centro para as bordas, os nanofios apresentam um comportamento plástico antes da ruptura. Para cada um destes regimes mecânicos estrutura de bandas dos nanofios é também analisada. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
| Externí odkaz: |
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