Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O grafeno à atualmente o tÃpico mais corrente em fÃsica da materia condensada e ciÃncia dos materiais e foi isolado pela primeira vez a menos de quatro anos. O grafeno tem sido proposto como um material alternativo aos nanotubos de carbono em diversas aplicaÃÃes, devido a sua fÃcil sintetizaÃÃo e seu baixo custo. A fim de explorar uma potencial aplicaÃÃo dessas nanoestruturas em dispositivos eletrÃnicos, atravÃs de cÃlculos de primeiros princÃpios baseados na teoria do funcional da densidade, estudamos a interaÃÃo entre uma superfÃcie de grafeno e Ãtomos alcalinos (Li, Na e K) e halogÃnios (Cl, I e I2). Verificamos que a adsorÃÃo desses Ãtomos na superfÃcie do grafeno provoca significativas modificaÃÃes na estrutura eletrÃnica do grafeno. Observamos uma grande transferÃncia de carga entre os Ãtomos alcalinos (halogÃnios) e a superfÃcie do grafeno. Essas transferÃncias foram da ordem de 0,65-0,85 e- dos Ãtomos alcalinos para o grafeno e 0,37 (0,27) e- do grafeno para o Ãtomo de cloro (iodo). Os metais alcalinos apresentaram uma maior estabilidade sobre o centro de um hexÃgono do grafeno, tendo energias de ligaÃÃo entre -1,47 e -1,03 eV, onde a ordem de intensidade à dada por Li > K > Na. Essa predisposiÃÃo por um sÃtio especÃfico nÃo foi observada para os dois halogÃnios estudados. O Ãtomo de cloro apresentou uma maior estabilidade quando adsorvido sobre um Ãtomo da superfÃcie do grafeno, com energia de ligaÃÃo da ordem de 0,98 eV, no entanto, isso nÃo foi visto no caso do Ãtomo de iodo onde energias de ligaÃÃo equivalentes para todos os sÃtios estudados foram encontradas da ordem de 0,42 eV. A molÃcula I2 tambÃm nÃo apresentou uma predileÃÃo por uma sitio especÃfico da superfÃcie do grafeno, mas mostrou-se mais estÃvel quando adsorvida com seu eixo perpendicular ao plano do grafeno. / Graphene is currently the hottest topic in condensed-matter physics and materials science and was isolated less than four years ago. Graphene layers have been proposed as alternative materials for replacing carbon nanotubes in some applications, due to its easy synthesis and low costs. In order to explore potential applications of those nanostructures in electronic devices, through first
principles based on the density functional theory, we studied the interaction between graphene surface and alkaline (Li, Na and K) and halogens (Cl, I and I$_2$ ) atoms. We verified that the adsorption of these atoms on the graphene surface cause significant modifications in the graphene electronic structure. We observed a large charge transfer between the alkaline (halogens) atoms and graphene surface. These charge transfers were found to be 0,65 - 0,85 e- from the alkaline atoms to graphene and 0,37 (0,27) e- from the graphene to chlorine (iodine) atoms. The alkaline atoms presented a larger stability on the center of one of the graphene hexagons, presenting binding energy in the range -1, 47 and -1, 03 eV, where the order of intensity is given by Li > K > Na. This predisposition for a specific site was not observed for the twostudied halogens. The chlorine atom present the larger stability when adsorbed on a top atom of the graphene surface with binding energy about 0, 98 eV, however this behavior was not be seen in the iodine atom case where equivalent binding energies for all the studied sites were found to be about 0,42 eV. The I2 molecule also does not present predilection for a specific site on the graphene surface, however it showed more stable when adsorbed with its axis perpendicular to the graphene surface plane.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:1087 |
| Date | 11 February 2008 |
| Creators | Josà JÃnior Alves da Silva |
| Contributors | Ivana Zanella da Silva |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em FÃsica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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