Estudo computacional do óxido de zinco puro e dopado com metais de transição : bulk, superfícies, interfaces e nanotubos
| Autor: | Marana, Naiara Letícia. |
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| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2017 |
| Předmět: | |
| Druh dokumentu: | Text |
| Popis: | Orientador: Julio Ricardo Sambrano Banca: Miguel Angel San-Miguel Barrera Banca: Rogério Custódio Banca: Ieda Maria Garcia dos Santos Banca: Luis Vicente de Andrade Scalvi A química computacional tem se mostrado uma ferramenta muito útil no meio científico e tem sido cada vez mais utilizada na pesquisa de novos materiais. Dentre os muitos sistemas estudados com o auxílio da química computacional, destaca-se o óxido de zinco (ZnO), muito utilizado em diversos dispositivos eletrônicos tais como, sensores, células solares, diodos de emissão de luz UV e diodos a laser. À temperatura e pressão ambientes, a estrutura cristalina mais estável do ZnO é hexagonal do tipo wurtzita, na qual os átomos de zinco estão coordenados a quatro átomos de oxigênio. Devido a coordenação tetraédrica e falta de centro de simetria dessa estrutura, o ZnO apresenta propriedades piezoelétricas podendo ser aplicado em sensores piezoelétricos, por exemplo. Atualmente, existem muitos trabalhos científicos relacionados com o ZnO, porém o número de trabalhos teóricos em relação aos trabalhos experimentais ainda é pequeno. Neste sentido, este projeto teve como objetivo a análise das propriedades do ZnO em três morfologias diferentes, bulk, superfícies e nanotubos, aplicando as principais técnicas de modelagem computacional aplicada ao estado sólido tais como escolha do funcional de densidade e funções de base, otimização da geometria, dopagem por substituição de átomos, cálculo de constantes elásticas e piezoelétricas, simulação de pressão hidrostática aplicada a célula unitária, secção do bulk para gerar superfícies, substituição de átomos para formar interfaces, nanotubos e ad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) Computacional chemistry has proved to be a very useful tool in the scientific field and has been incrasingly used in the research of new materials. Among the many systems studied with the aid of computacional chemistry, we highlight zinc oxide (ZnO), widely used in many electronic devices such as sensors, solar cells, UV light emitting diodes and laser diodes. At room temperature and pressure, the most stable crystalline structure of ZnO is hexagonal of the wurtzite type, in the zinc atoms are coordinated to four oxygen atoms. Due to the tetrahedral coordination and lack of center of symmetry of this structure, the ZnO presents piezoelectric properties and can be applied in piezoelectric sensors, for example. Currently, there are many papers related to ZnO, however the number of theoretical articles in relation to the experimental works are still small. In this sense, this project aimed the analysis of ZnO properties in three different morphologies, bulk, surfaces and nanotubes, applying the main techniques of computational modeling to solid state such as the choise of density functional and basic functions, optimization of geometry, doping by atom replacement, calculation of elastic and piezoelectric constants, hydrostatic pressure simulation applied to unit cell, bulk section to generate surfaces, replacement of atoms to form interfaces, nanotubes and adsorption of molecules in nanotubes. The calculations were performed applying th Density Functional Theory, with the help of the CRYSTAL14 program, using the hybrid function B3LYP, with the ste of all-electron base functions. The applied methodology preserves the periodicity of the crystalline system (1D for nanotubes, 2D for surfaces or 3D for bulk), in which the building blocks are composed of unit cells and can be replicanted by the symmetry operator. The topological reviews were performed applying the Quantum Theory... (Complete abstract electronic access below) Doutor |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
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