In this work, we performed an ab initio study of interaction between several molecules
with SiC nanotubes and SiC Sheets, with focus on benzene molecule. performed too a
study the mechanical and electronic properties of SiC nanowires(SiCNWs).
For study the interaction of molecules with SiCNTs and SiCSheets, we considered two
possibilities, (1) molecules adsorbed on SiCNT/SiCSheet surface, and (2) molecules encapsulated
by SiCNT. We have considered several geometries for adsorption and dierent
nanotube chiralities. For study of mechanical and electronics properties of SiCNWs, we
considered 3C-, 2H, 4H and 6H-SiCNW, analyzing the eects of the diameter on these
properties.
All calculations were performed by using the Density Funcional Theory, using de the
Local Density Approximation (LDA). The electron-ion interaction was describe by using
norm-conserving pseudopotentials.
For the benzene adsorption on the SiCNT, we nd an exothermic process, with binding
energies between 0.3 and 0.4 eV/molecule, and for benzene encapsuladed we nd
binding energies of 0.6 eV/molecule, revealing a preference for the benzene encapsulated
systems. For both cases, we verify that there are not chemical bonds at the benzene-
SiCNT/SiCSheet interface, and the interaction of benzene molecule with nanotube and
Sheet is mediated by 􀀀 pi stacking interactions, similar to the benzene-CNT systems.
For both cases, we verify that SiCNTs are more reactive than the carbon nanotube (CNTs)
For nanowires study, our results show that all nanowires investigated exhibit direct
band gaps, in contrast with the indirect band gap observed in Bulk SiC. The study of
eect of unixial stress on the electronic properties of nanowires, reveal that band-gap
dependence on the strain is dierent for each nanowire type.
For the mechanicals properties, our results revels that Youngs moduli of nanowires
show strong dependece on the diameters, and the 2H-SiCNWs are stier than than other
nanowires with similar diameter. The values for Youngs moduli of dierent SiCNWs,
revels that they are more stifer than nanowires of other elements, for example Si, InAs
and Ge. / Neste trabalho, nós realizamos um estudo ab initio da interação entre diversas moléculas
com nanotubos de SiC e folhas de SiC(SiCfolhas), com foco na molécula de benzeno.
Realizamos também um estudo das propriedades mecânicas e eletrônicas de nanoos de
SiC(SiCNWs).
Para estudar a interação de moléculas com SiCNTs e SiCSfolhas, consideramos duas
possibilidades, (1) moléculas adsorvidas na superfície do SiCNT/SiCfolha, (2) moléculas
encapsuladas em SiCNTs. Nós consideramos várias geometrias para a adsorção e nanotubos
de diferentes quiralidades. Para o estudo das propriedades mecânicas e eletrônicas
dos SiCNWs, consideramos 3C-, 2H-, 4H- e 6H-SiCNWs, analisando o efeito do diâmetro
nestas propriedades.
Todos os cálculos foram feitos com a utilização da Teoria do Funcional da Densidade,
com a Aproximação da Densidade Local(LDA). A interacção elétron-íon foi descrita com
a utilização de pseudopotencias de norma conservada.
Para a adsorção do benzeno em SiCNTs, nós observamos um processo exotêrmico, com
energias de ligação entre 0.3 e 0.4 eV/molécula, para o encapsulamento obtivemos energias
de aproximadamente 0.6 eV/molécula, o que mostra uma prefêrencia pelo encapsulamento.
Nós observamos que não ocorre a formação de ligações químicas na interface benzeno-
SiCNT/SiCfolha, e a interação da molécula de benzeno com o nanotubo e a folha ocorre
via interação - stacking, similar ao que ocorre para o sistema benzeno-CNT. Para ambos
os casos nós vericamos que os SiCNTs são mais reativos do que os nanotubos de carbono
(CNTs).
Para o estudo dos nanoos, nossos resultados mostram que todos os nanoos investigados
exibem gap direto, em contraste com o que se observa nos SiC Bulk. O estudo dos
efeitos do stress uniaxial nas propriedades eletrônicas dos nanoos, revela que a dependencia
do gap de energia com o strees/strain é diferente para cada nanoo.
Para as propriedades mecânicas, nossos resultados revelam que o módulo de Young
dos os mostra uma forte depêndencia com o diâmetro, e o 2H-SiCNW é mais duro do
que outros nanoos com diâmetros similares. Os valores encontrados para o módulo de
Young dos diferentes SiCNWs, revelam também que eles são mais duros do que nanoos
formados por outros elementos como Si, Ge e InAs. / Doutor em Física
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/15613 |
| Date | 27 February 2014 |
| Creators | Oliveira, Joao Batista de |
| Contributors | Miwa, Roberto Hiroki, Milla, Augusto Miguel Alcalde, Schmidt, Tome Mauro, Moreira, Marcos Dionízio, Scopel, Wanderlã Luis |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Física, UFU, BR, Ciências Exatas e da Terra |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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