Sistemas orgânicos autoconstruídos e sua interação com materiais bidimensionais : uma abordagem de primeiros princípios.
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Data
2017
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Resumo
Sistemas Orgânicos Autoconstruídos (SAM) são de grande importância, pois possuem diversas
aplicações em Nanociência, assim como em caracterização de materiais bidimensionais. Neste
trabalho, estudamos as propriedades eletrônicas, energéticas e estruturais de uma molécula orgânica,
o Ácido Retinóico (RA), depositada em materiais bidimensionais como o grafeno, hBN
e MoS2. Para isso, utilizamos cálculos de primeiros princípios usando a Teoria do Funcional
da Densidade (DFT), com um funcional que leva em conta as interações de van der Waals,
implementado no Código SIESTA. Investigamos a interação do RA com diferentes substratos
para analisar as formas de empilhamentos, as propriedades eletrônicas e a formação de camadas
de RA. Para a interação do RA com cada substrato escolhemos cinco configurações diferentes,
sendo que em três delas o RA está deitado em relação ao substrato, enquanto nas outras está
em pé. Dos resultados obtidos vimos que a forma de empilhamento mais estável (configuração
a) é aquela em que a molécula está deitada, com o anel de carbono paralelo ao plano dos
substratos. Isso é verdade para todos os substratos estudados: grafeno, hBN e MoS2. O grafeno
apresenta uma dopagem do tipo p ao interagir com a molécula. Além disso, os resultados
também mostram que para formação de camadas de RA, a configuração mais estável é aquela
em que molécula tem uma interação calda-calda (entre grupos OH). Ao interagir com o hBN o
gap do RA foi alterado de 1:85 eV para 1:70 eV, porém o gap do hBN permaneceu inalterado.
A curva de absorção óptica da configuração (a) é a única que não vai a zero após 2:6 eV, por
isso pode existir transições da molécula para o hBN. Em todas as configurações o RA introduz
estados dentro do gap dos sistemas (hBN+RA e MoS2+RA). Os resultados para o grafeno estão
de acordo com experimentos de AFM e EFM realizados pelo Prof. Bernardo Neves e a Profª.
Karolline Araújo, onde o arranjo observado experimentalmente para o RA no grafeno mostra
uma periodicidade de 2:7 nm.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Teoria do Funcional da Densidade, Ácido retinóico, Grafeno, Nitreto de boro, Dissulfeto de molibdênio
Citação
CARVALHO, Genilson de Melo. Sistemas orgânicos autoconstruídos e sua interação com materiais bidimensionais : uma abordagem de primeiros princípios. 2017. 61 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.