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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
STABILITY OF 2D RUDDLESDEN-POPPER PEROVSKITES (His)2(CH3NH3)P b2I7 INVESTIGATED BY DENSITY FUNCTIONAL SIMULATIONS
OSCAR SILVA MOSQUERA
DISSERTAÇÃO
03/09/2024

As Perovskitas bidimensionais Ruddlesden-Popper (RP-2D) com estrutura cristalina estratificada tem sido objeto de interesse recente no campo da pesquisa sobre energias renováveis é verdes devido as suas notáveis propriedades optoeletrônicas para aplicação de células solares, por exemplo, alta eficiencia de conversão e alto coeficiente de absorção no espectro visível. A adição do amino ácido histidina como espaçador nas estruturas RP-2D tem demonstrado aumentar a estabilidade do sistema e acreditamos que a síntese destas estruturas requer um conhecimento previo dos seus componentes. Nuestro trabajo analiso energias de formacion y propiedades vibracionales del sistema Histidina C6N2H6O2[NH3] + y estructura octaedrica de Perovskita CH3NH+ 3 [P bI6] 4−, por medio de dinamica molecular (MD) y teoria funcional de la densidad (DFT) do software de computação CP2K. Mais precisamente construímos codigos de entrada para otimizações de geometria (Energia mínima de estabilização) e análise vibracional Infravermelho e Raman das subunidades Histidina e Perovskita. Os espectros IR simulados dessas duas subunidades foram comparados com os reportados experimentalmente, e apos sua validação, tomamos parâmetros do çôdigo vibracional para realizar novos cálculos de suas estruturas eletronicas. Finalmente pelo mêtodo restrito de CP2K sobrepusemos as subunidades e analisamos sua energia de formação e suas possíveis vibrações de ligações moleculares entre as duas peças subestruturais mencionadas (Fragmentos). Para melhorar os resultados, foram posteriormente inseridas moleculas aquosas nas subunidades sobrepostas, e foram realizados calculos de dinâmica molecular, alêm das otimizações e vibrações.

Perovskitas RP-2D;Estruturas cristalinas;Energias renovaveis;Células solares;Propriedades optoeletronicas;Espectro visível;Aminoacido histidina;Dinámica Molecular;Teoria do Funcional da Densidade;Simulac¸oes computacionais CP2K, Energias de formac¸ ˜ ao, ˜ Propriedades vibratorias
The two-dimensional Ruddlesden-Popper Perovskites (RP-2D) with layered crystalline structure have recently attracted interest in the field of renewable and green energy research due to their remarkable optoelectronic properties for solar cell applications, such as high conversion efficiency and high absorption coefficient in the visible spectrum. The addition of the amino acid Histidine as a spacer in RP-2D structures has demonstrated to increase system stability, and we believe that the synthesis of these structures requires prior knowledge of their components. Our work analyzed formation energies and vibrational properties of the Histidine C6N2H6O2[NH3] + system and the octahedral Perovskite structure CH3NH+ 3 [P bI6] 4−, through molecular dynamics (MD) and density functional theory (DFT) using the CP2K computational software. More specifically, we constructed input codes for geometry optimizations (minimum stabilization energy) and vibrational analysis, including Infrared and Raman spectra of the Histidine and Perovskite subunits. The simulated IR spectra of these two subunits were compared with experimental reports, and after validation, we took vibrational code parameters to perform new calculations of their electronic structures. Finally, using the restricted method in CP2K, we combined the subunits and analyzed their formation energy and possible molecular bond vibrations between the two mentioned substructural pieces (fragments). To improve the results, water molecules were later inserted into the superimposed subunits, and in addition to optimizations and vibrations, molecular dynamics calculations were performed.
RP-2D Perovskites;Crystalline structures;Renewable energy;Solar cells;Optoelectronic properties;Visible spectrum;Histidine amino acid;Molecular Dynamics, Density Functional Theory;CP2K computational simulations;Formation energies;Vibrational properties.
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INGLES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
NMA - OSCAR SILVA MOSQUERA.pdf

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
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Banca Examinadora

HERCULANO DA SILVA MARTINHO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
ATAUALPA ALBERT CARMO BRAGA Participante Externo
HERCULANO DA SILVA MARTINHO Docente - PERMANENTE
ALEXANDRE JOSE DE CASTRO LANFREDI Participante Externo
CEDRIC ROCHA LEAO Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 10

Vínculo

Bolsa de Fixação
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
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