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dc.creator.IDBERNARDO, G. A. M.pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6455116272551107pt_BR
dc.contributor.advisor1FRAZÃO, Nilton Ferreira.-
dc.contributor.advisor1IDFRAZÃO, N. F.pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8166419576714173pt_BR
dc.contributor.advisor-co1LOPES, Mirleide Dantas.-
dc.contributor.advisor-co1IDLOPES, M. D.pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6166750398180798pt_BR
dc.contributor.referee1LIMA, Rodrigo José da Silva.-
dc.contributor.referee2GUERRA, Thiago Brito Gonçalves.-
dc.description.resumoO estudo dos nanomateriais, tanto no âmbito teórico quando experimental, tem se mostrado cada vez mais recorrente na literatura, devido principalmente à grande gama de aplicações e aos avanços das técnicas de análise e sintetização destes materiais. Neste trabalho, investigamos, por meio de cálculos de primeiros princípios, as propriedades eletrônicas e estruturais de nanotubos mistos de paredes duplas de carbono e nitreto de boro hexagonal (h-BN), do tipo zigzag e armchair, com a adição de impurezas de carbono, boro e nitrogênio. Além disso, avaliamos como a aplicação de diferentes valores de campo elétrico, perpendicular e paralelo ao eixo de simetria dos nanotubos, modificaram a estrutura eletrônica do material. Tal análise foi realizada por meio do Código SIESTA, uma ferramenta computacional, que utiliza a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) como parâmetro para sua execução. Inicialmente, foram configurados quatro nanotubos mistos de paredes duplas, com diferentes arranjos coaxiais de carbono e h-BN, que definimos como nanotubos de base. A partir destes nanotubos, outros dezesseis foram confeccionados, no entanto, a estes foram adicionadas as impurezas. Desta forma, obtivemos oito nanoestruturas com impurezas do tipo P e oito do tipo N. A partir dos cálculos realizados no SIESTA foi possível a sistematização dos resultados referentes à energia de formação por átomo, a estrutura eletrônica de bandas, a densidade de estados e a polarização de spin de cada nanotubo. Nestes nanomateriais, observamos que a energia de formação por átomo aponta um padrão de estabilidade similar em todos os nanotubos, todavia, nanoestruturas mistas com tubos de carbono externos apresentaram maior estabilidade que quando arranjadas com nanotubos de h-BN fora. Quanto à polarização de spin, percebemos que os nanotubos de base não apresentaram diferença entre as cargas up e down, já os nanotubos com impurezas exibiram polarização de spin não nula, principalmente nas impurezas do tipo P, provocando magnetização nestes materiais. Observamos ainda que os diferentes valores de campo elétrico aplicados perpendicularmente ao eixo de simetria dos tubos contribuíram para o controle do gap, já campos aplicados paralelamente não modificaram a estrutura eletrônica de bandas dos nanotubos. Avaliamos ainda que a adição de átomos estranhos à rede intrínseca provocou o surgimento de estados eletrônicos na região do nível de Fermi, tanto na banda de valência, quanto na banda de condução, a depender da impureza introduzida na rede e que estas, quando associadas à aplicação do campo elétrico externo, potencializaram o surgimento de estados próximos ao nível de Fermi. Em suma, nossos dados mostram concordância com a literatura e evidenciam as propriedades insólitas destes nanomateriais.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCentro de Ciências e Tecnologia - CCTpt_BR
dc.publisher.programPÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICApt_BR
dc.publisher.initialsUFCGpt_BR
dc.subject.cnpqFísicapt_BR
dc.titleEstudo teórico das propriedades eletrônicas e estruturais de nanotubos mistos de carbono e h-BN.pt_BR
dc.date.issued2022-02-16-
dc.description.abstractThe study of nanomaterials, both theoretically and experimentally, has been increasingly recurrent in the literature, mainly due to the wide range of applications and advances in techniques for analyzing and synthesizing these materials. In this work, we investigate, by means of firstprinciples calculations, the electronic and structural properties of mixed double-walled carbon and hexagonal boron nitride (h-BN) nanotubes, of the zigzag and armchair type, with the addition of carbon, boron and nitrogen impurities. Furthermore, we evaluated how the application of different values of electric field, perpendicular and parallel to the symmetry axis of the nanotubes, modified the electronic structure of the material. Such analysis was performed using the SIESTA Code, a computational tool, which uses the Density Functional Theory (DFT) as a parameter for its execution. Initially, four mixed double-walled nanotubes were configured, with different coaxial carbon and h-BN arrangements, which we defined as base nanotubes. From these nanotubes, another sixteen were made, however, impurities were added to these. In this way, we obtained eight nanostructures with P-type and eight N-type impurities. From the calculations performed in SIESTA, it was possible to systematize the results referring to the formation energy per atom, the electronic structure of bands, the density of states and the spin polarization of each nanotube. In these nanomaterials, we observed that the energy of formation per atom points to a similar stability pattern in all nanotubes, however, mixed nanostructures with external carbon tubes showed greater stability than when arranged with h-BN nanotubes outside. As for spin polarization, we noticed that the base nanotubes showed no difference between the up and down charges, whereas the nanotubes with impurities exhibited non-zero spin polarization, mainly in P-type impurities, causing magnetization in these materials. We also observed that the different values of electric field applied perpendicularly to the symmetry axis of the tubes contributed to the control of the gap, since fields applied in parallel did not modify the electronic structure of the nanotubes bands. We also evaluated that the addition of foreign atoms to the intrinsic lattice caused the emergence of electronic states in the Fermi level region, both in the valence band and in the conduction band, depending on the impurity introduced into the lattice and that these, when associated with the application of the external electric field, potentiated the emergence of states close to the Fermi level. In short, our data show agreement with the literature and show the unusual properties of these nanomaterials.pt_BR
dc.identifier.urihttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/23915-
dc.date.accessioned2022-03-17T23:01:26Z-
dc.date.available2022-03-17-
dc.date.available2022-03-17T23:01:26Z-
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.subjectNanotubos mistospt_BR
dc.subjectCarbonopt_BR
dc.subjecth-BNpt_BR
dc.subjectEstrutura eletrônicapt_BR
dc.subjectEstabilidade estruturalpt_BR
dc.subjectFísica da matéria condensadapt_BR
dc.subjectNanomateriaispt_BR
dc.subjectCódigo SIESTApt_BR
dc.subjectMixed nanotubespt_BR
dc.subjectCarbonpt_BR
dc.subjectElectronic structurept_BR
dc.subjectStructural stabilitypt_BR
dc.subjectCondensed matter physicspt_BR
dc.subjectNanomaterialspt_BR
dc.subjectSIESTA codept_BR
dc.subjectNanotubos mixtospt_BR
dc.subjectCarbónpt_BR
dc.subjectEstructura electronicapt_BR
dc.subjectEstabilidad estructuralpt_BR
dc.subjectFísica de la materia condensadapt_BR
dc.subjectNanomaterialespt_BR
dc.subjectNanotubes mixtespt_BR
dc.subjectCarbonept_BR
dc.subjectStructure électroniquept_BR
dc.subjectStabilité structurellept_BR
dc.subjectLa physique de la matière condenséept_BR
dc.subjectNanomatériauxpt_BR
dc.subjectCode SIESTEpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.creatorBERNARDO, Guilherme Angelo Moreira.-
dc.publisherUniversidade Federal de Campina Grandept_BR
dc.languageporpt_BR
dc.title.alternativeTheoretical study of the electronic and structural properties of nanotubes mixed carbon and h-BN.pt_BR
dc.identifier.citationBERNARDO, G. A. M. Estudo teórico das propriedades eletrônicas e estruturais de nanotubos mistos de carbono e h-BN. 2022. 62 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/23915pt_BR
Appears in Collections:Mestrado em Física.

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