Neste trabalho, propomos o uso do átomo do silício da molécula C59Si como uma maneira possível de ancorar moléculas de fulerenos em uma superfície de silício, devido à formação de uma ligação forte com um dos átomos de silício da superfície. Consideramos uma superfície Si(100) monohidrogenada com um H removido de um dos átomos de silício da superfície e neste local uma molécula de C59Si é adsorvida. Através de cálculos ab initio baseados na Teoria do Funcional da Densidade, obtivemos uma distância de ligação de 2,37 Å e uma energia de ligação de aproximadamente 2,10 eV. Diferentes possíveis rotas para obter a adsorção dessa molécula são discutidas. Em particular, propomos que uma possível rota seria através da molécula, ainda não detectada, (C59Si)2. A partir de cálculos ab initio mostramos que as duas moléculas de C59Si ((C59Si)2) estão ligadas através de seus átomos de silício. Obtivemos uma distância final de ligação de 2,36 Å e uma energia de ligação com respeito à dissociação em dois monômeros C59Si de 1,6 eV. Uma análise da estrutura eletrônica e do espectro vibracional da molécula (C59Si)2 é apresentada e comparada com o monômero C59Si. Investigamos também a ligação do fulereno C60N com a superfície de silício através do átomo de nitrogênio, assim como a adsorção do fulereno endoédrico N@C59Si na superfície Si(100):H. Finalmente, investigamos a interação da molécula de C59Si com uma superfície de Au(111) mediada por um átomo do enxôfre. / In this work we propose the use of the Si atom in the C59Si molecule as a possible way to controllably anchor fullerene molecules on a Si surface, due to the formation of a strong bond to one of the Si surface atoms. We consider a monohydride Si(100) surface with a H removed from one of the Si surface atoms and the C59Si adsorbed at this site. Through ab initio calculations based on Density Functional Theory, we obtained a final Si_super-Si_C59Si bond distance of 2.37 Å, and a binding energy of approximately 2.1 eV. Different possible routes to obtain the adsorption of such a molecule will be discussed. In particular, we propose that a as yet undetected (C59Si)2 molecule could be used for such a reaction. Through ab initio calculations we show that the two C59Si molecules will be bonded via their Si atoms, forming a dumbbell-like structure. We obtain a final Si-Si bond distance of 2.36 Å, and a binding energy with respect to dissociation into two C59Si monomers of 1.6 eV. An analysis of the (C59Si)2 electronic structure and vibrational spectra will be presented and compared with the C59Si monomer. We also investigate the binding of the C60} fullerene on the Si surface via nitrogen atoms, as well as the endohedral fullerene N@C59Si at the Si(100) surface. Finally, we also investigate the interaction of the C59Si molecule with Au(111) surface via sulfur atoms.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-23072006-175549 |
| Date | 28 June 2006 |
| Creators | Silva, Ivana Zanella da |
| Contributors | Silva, Antonio Jose Roque da |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo somente para a comunidade da Universidade de São Paulo. |
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