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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
Ciência e Engenharia dos Materiais (21001014024P6)
ESTUDO TEÓRICO DAS PROPRIEDADES ELETRÔNICAS DE ALÓTROPOS DE CARBONO BASEADOS NA ESTRUTURA DO ACEPENTALENO
MOISES PEREIRA DE ARAUJO
DISSERTAÇÃO
29/05/2024

Esse trabalho teve como foco principal estudar as propriedades estruturais e eletrônicas de modelos de nanoestruturas à base de carbono, construídos conceitualmente a partir de moléculas de acepentalenos. Esse estudo foi realizado em ambiente in silico por simulações computacionais, os cálculos foram desenvolvidos baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), onde o mesmo já se encontra implementado no pacote de dados do software SIESTA. As estruturas construídas a partir de uma unidade de Acepentaleno (ACP) podem ser combinadas de diferentes maneiras, e com isso resultar em uma ampla gama de nanocompostos com propriedades distintas e com aplicações diversas. As unidades de acepentaleno desidrogenadas que foram usadas como molécula modelo foram nomeadas de unidades de TP, e os produtos gerados da combinação desse modelo são os ACP, que são os tripentafenos (TPH), e, conforme a maneira que são concatenadas, elas recebem uma classificação própria. As estruturas desse trabalho foram criadas a partir da combinação das unidades assimétricas e, consoante com o arranjo, recebem classificação própria como α, β e σ, sendo a primeira construída através da conexão direta pelos pentágonos, a segunda pela conexão por meio de anéis hexagonais, e a terceira por anéis quadrados. Já é amplamente conhecido que estruturas formadas a partir da molécula simétrica de ACP formam compostos com caráter metálico, pois suas estruturas de bandas resultam em um perfil onde as bandas de condução e de valência cruzam o nível de Fermi. Já os TPHs que foram estudados foram nomeados de novos TPH ou pTPH, pois eles foram moldados por estruturas assimétricas de ACP, e essa alteração proporcionou uma abertura no GAP de energia. No caso do sistema alfa, o GAP passou a ser 33 meV, sendo dos três sistemas o que apresenta um comportamento mais semelhante a um sistema metálico. Para o sistema beta, o GAP foi de 0,43 eV, e o sigma tem um GAP de 0,71 eV. O último, por ter se mostrado o sistema com maior GAP, apresenta-se como forte candidato para aplicação em dispositivos nanoeletrônicos, pois esse padrão de comportamento para a estrutura 2D também ocorre quando se constroem nanotubos a partir deles.

Tripentafenos;Estruturas de bandas eletrˆonicas;semicondutores
This study focused on investigating the structural and electronic properties of carbon-based nanostructure models, conceptually built from acepentalene molecules. The research was conducted through an in silico environment using computational simulations based on Density Functional Theory (DFT) implemented in the SIESTA software package. The structures derived from acepentalene units can be combined in various ways, resulting in a wide range of nanocompounds with distinct properties and diverse applications. The dehydrogenated acepentalene units used as the model molecule were referred to as TP units, and the resulting products from their combination, such as TPHs, were classified based on the specific concatenation method. The structures in this study were formed by combining asymmetric units classified as α, β, and σ, where α involves direct connection through pentagons, β through hexagonal rings, and σ through square rings. It is well known that structures formed from symmetric ACP molecules exhibit metallic characteristics due to their band structures resulting in a profile where the conduction and valence bands cross the Fermi level. The studied TPHs were named new TPHs or pTPHs as they were shaped by asymmetric ACP structures, leading to an energy gap opening. In the alpha system, the energy gap became 33 meV, resembling a metallic system the most among the three systems. The beta system had a gap of 0.43 eV, while the sigma system had a gap of 0.71 eV, with the latter showing the highest gap among the systems.
Tripentaphenes;Eletronic bands structures;Semiconductors.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
O trabalho possui divulgação autorizada
Dissertacao FINAL Moises Pereira.pdf

Contexto

MATERIAIS CERÂMICOS E FILMES
FILMES, SUPERFÍCIES E INTERFACES
ESTUDO TEÓRICO-COMPUTACIONAL DAS PROPRIEDADES ELETRÔNICAS, MECÂNICAS E DE TRANSPORTE ELETRÔNICO NANOESTRUTURAS HÍBRIDAS DE CARBONO

Banca Examinadora

EDUARDO COSTA GIRAO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
SERGIO ANDRE FONTES AZEVEDO Participante Externo
EDUARDO COSTA GIRAO Docente - PERMANENTE
JOSE MILTON ELIAS DE MATOS Docente - PERMANENTE
PALOMA VIEIRA DA SILVA Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DO PIAUÍ - EDITAL FAPEPI / MCTIC/ CNPq Nº 008/2018 24

Vínculo

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