Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-03T16:59:39Z No. of bitstreams: 1 2014_EdsonNunesCostaPaura.pdf: 6999924 bytes, checksum: 196047ad7fd62f7282bc64737f335139 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-11-03T17:21:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_EdsonNunesCostaPaura.pdf: 6999924 bytes, checksum: 196047ad7fd62f7282bc64737f335139 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-03T17:21:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_EdsonNunesCostaPaura.pdf: 6999924 bytes, checksum: 196047ad7fd62f7282bc64737f335139 (MD5) / Utilizando a teoria do funcional da densidade e o método de representação da variável discreta, estudamos a interação de uma molécula de dióxido de carbono (CO2)com nanotubos de carbono e nanotubos de nitreto de boro puros e funcionalizados. O processo de funcionalização considerado neste trabalho ocorreu através da técnica de dopagem substitucional que, para este caso em particular, consistiu em substituir um átomo na parede dos nanotubos por um átomo de cobalto. A análise dos resultados revela modificações nas características geométricas e propriedades eletrônicas dos nanotubos após o processo de funcionalização, com os fatores diâmetro e quiralidade desempenhando papel importante sobre as mudanças consideradas. Com relação _a capacidade de adsorção da molécula de dióxido de carbono, foi encontrada que os nanotubos de nitreto de boro apresentam melhor desempenho do que os nanotubos de carbono para esta tarefa, tendo em vista que os primeiros desenvolvem maior interação química com a molécula, traduzida através dos valores para a energia de adsorção obtidos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In the scope of the density functional theory and the discrete variable representationmethod, we studied the interaction of a carbon dioxide (CO2) molecule with pureand functionalized carbon and boron nitride nanotubes. The considered functionalizationprocess occurred through the substitutional technique where an atom on the nanotubeswalls was replaced by a cobalt atom. The analysis of these results reveals changes ingeometrical features and electronic properties of the nanotubes after the functionalizationprocess, with the diameter and chirality factors playing an important role over theobtained changes. Regarding the adsorption capacity of the carbon dioxide molecule, itwas found that the boron nitride nanotubes has a better performance than the carbonnanotubes. This feature happens due to the fact the boron nitride nanotubes have ahigher chemical interaction with the CO2 molecule.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2015-02-13T14:53:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoInfluenciaDefeitos.pdf: 3902755 bytes, checksum: 3a98a1433ed84c0f44aaf4f80c9a6ffa (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-02-19T12:20:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoInfluenciaDefeitos.pdf: 3902755 bytes, checksum: 3a98a1433ed84c0f44aaf4f80c9a6ffa (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T12:20:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoInfluenciaDefeitos.pdf: 3902755 bytes, checksum: 3a98a1433ed84c0f44aaf4f80c9a6ffa (MD5) Previous issue date: 2014 / Os nanotubos de carbono e nitreto de boro são nano estruturas unidimensionais que apresentam comportamento tanto metálico quanto semicondutor, dependendo da sua quiralidade, exceto para os nanotubos de nitreto de boro que apresentam sempre características semicondutoras, caso não estejam dopados. Devido suas características eletrônicas, os nanotubos apresentam grandes possibilidades de aplicação em dispositivos de nanoeletrônica, tais como nanodiodos, nanotransistores e como elementos de interconexão, dentre outros. Por esta razão, é importante compreender como fatores externos agem sobre as propriedades de tais materiais. Um desses fatores externos é a introdução de defeitos nos nanotubos. Tais defeitos são a ausência de um ou mais átomos de carbono, pertencente ao nanotubo de carbono e, de nitrogênio ou boro, para os nanotubos de nitreto de boro, ou ainda, a substituição de átomos de carbono, nitrogênio ou boro por diferentes átomos na estrutura dos correspondentes nanotubos. Este trabalho apresenta um estudo teórico dos efeitos da introdução de defeitos, por substituição, nas propriedades eletrônicas dos nanotubos de carbono e nitreto de boro, via simulação ab-initio. Avaliam-se as estruturas de banda de energia e densidade de estados de nanotubos de carbono semicondutores e metálicos tipos armchair e zig-zag e apenas do tipo armchair para os nanotubos de nitreto de boro usando o método LACW – método das ondas cilíndricas linearizadas aumentadas. Além disso, devido a crescente importância dos nanotubos de nitreto de boro, fazemos um estudo sistematizado da estrutura eletrônica desses nanotubos, para uma supercélula formada por três células unitárias, usando dopagem intrínseca, bem como uma análise quantitativa, baseada na energia total e banda proibida, de estabilidade dessas estruturas. / The carbon and boron nitride nanotubes are one-dimensional structures which exhibit behavior both as metallic and semiconductor, depending on their chirality, except for the nanotubes of boron nitride which always have semiconductor characteristics, for pristine nanotubes. Due to their electronic characteristics, the nanotubes have great potential for application in nanoelectronic devices, such as nanodiodes, nanotransistors, interconnection elements, etc. For this reason, it is important to understand how external factors influence on the properties of such materials. One such factor is the introduction of external defects in the nanotubes. Such defects are the absence of one or more carbon atoms belonging to carbon nanotube and nitrogen or boron for boron nitride nanotubes, or the substitution of carbon, nitrogen or boron atoms by different ones in the structure of the corresponding nanotubes. This work presents a theoretical study of the effects of the introduction of a substitutional defects in the electronic properties of carbon and boron nitride nanotubes, via ab-initio simulation. The energy band and density of states structures was evaluated for both semiconducting and metallic carbon nanotube armchair and zig-zag types respectively and for boron nitride nanotube only armchair type using the method LACW - linearized augmented cylindrical waves. Furthermore, due to the boron nitride nanotubes are growing in importance, we make an additional systematic study of the electronic structure for these nanotubes, for a super cell formed by three unit cells, using intrinsic doping as well as quantitative analysis about relative stability based on the total energy and band gap value of these structures.

Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karl Marx Silva.pdf: 2976285 bytes, checksum: 02b42e292682101cc350470d85dea0d7 (MD5) Previous issue date: 2007-08-21 / The Nanotechnology quickly advances to the development of new nanodevices. One of most important in the electronics is clocks that they synchronize the functioning of diverse devices in a determined circuit. In this work we study the development of nanooscillators based upon Carbon nanotubes and Boron-Nitride nanotubes. The atom that oscillates in the interior of each tube is the Neon atom under various temperature conditions and for different nanotubes lengths. The results indicate oscillation stability in a large range of temperatures, what it could mean its potential construction and application as a new device for nanoelectronics. / A Nanotecnologia avança rapidamente para o desenvolvimento de novos nanodispositivos. Uns dos mais importantes na eletrônica são os clocks que sincronizam o funcionamento de diversos dispositivos num determinado circuito. Neste trabalho estudamos o desenvolvimento de nanoosciladores a base de nanotubos de Carbono e nitreto de Boro. O átomo que oscila no interior de cada tubo é o átomo de Neônio sob diversas condições de temperatura e para diferentes comprimentos de nanotubos. Os resultados indicam estabilidade de oscilação numa ampla faixa de temperatura, o que pode significar o seu potencial construção e aplicação como um novo dispositivo para nanoeletrônica.