| dc.creator | Brito, Clauane de Sousa | |
| dc.date.accessioned | 2025-11-28T02:00:48Z | |
| dc.date.available | 2025-11-27 | |
| dc.date.available | 2025-11-28T02:00:48Z | |
| dc.date.issued | 2016-02-24 | |
| dc.identifier.citation | BRITO, Clauane de Sousa, Estudo da interação de clusters de Rh com nanoestruturas de carbono via Teoria do Funcional da Densidade. 2016. 90 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2016. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/18718 | |
| dc.description.abstract | Our work consists of the study of the interaction of Rh clusters, from 2 to 15 atoms, with carbon nanostructures (carbon nanotubes and graphene) using first principles calculations, based
on the Density Functional Theory. In general, the advantageous combination between carbon
nanotubes (CNTs) and transition metal clusters (TMs) is associated with the increase in the
chemical reactivity of the CNTs, due to the TM functionalization (naturally CNTs show low
reactivity). On the other hand, TM clusters show high reactivity, however, they need a support,
since they are obtained in gas phase. In this sense, our work addresses important aspects related
to the anchoring of clusters on carbon nanostructures, that is, how the interaction of clusters
occurs due to the change in the curvature of carbon structures? The change in curvature occurred through of the choice of three carbon structures: CNT (6,0) (small diameter), CNT (12,0)
(medium diameter), and the graphene sheet (infinite diameter). Initially, we performed a study
on the Rh bulk, in order to verify if the methodology was in good agreement with the literature.
We also focus on the understanding of the main calculation parameters, i.e., convergence tests.
Afterwards, we carried out the study of the Rh clusters, from 2 to 15 atoms, in gas phase and
the carbon nanostructures, in their pure form. With the understanding of the isolated systems,
we proceed to the adsorption step, in order to obtain the atomistic understanding of the Rh
clusters adsorption on CNTs. We obtained the lowest energy structures for Rhn, which follow
an opened structural pattern (with the formation of cubes). Through the analysis of energetic,
structural, electronic, and reactivity properties of clusters and carbon nanostructures, we found
an excellent agreement with the literature and great feasibility for the combination between
clusters and carbon nanostructures. We found a direct relation between the substrate curvature
and the anchoring of the clusters, i.e., we observed an increase (in modulus) in the adsorption
energy of the clusters with the increase of the curvature of the carbon structures. In addition,
the larger stability of open clusters in relation to the closed ones in gas phase, underwent a
reversal when the chemical environment was changed, i.e., when the clusters are deposited in
the carbon nanostructures. Both the cluster and the support do not undergo large structural
distortions after adsorption. In contrast, the total magnetic moment underwent changes after
the adsorption, which is an indication of the cluster adsorption, and also makes these systems
promising for applications as nanometric sensors. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
| dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
| dc.subject | Nanoestruturas de carbono | pt_BR |
| dc.subject | Clusters de Rh | pt_BR |
| dc.subject | Ancoragem | pt_BR |
| dc.subject | Carbon nanostructures | pt_BR |
| dc.subject | Rh clusters | pt_BR |
| dc.subject | Anchoring of the clusters | pt_BR |
| dc.title | Estudo da interação de clusters de Rh com nanoestruturas de carbono via Teoria do Funcional da Densidade | pt_BR |
| dc.title.alternative | Study of the Rh clusters interaction with carbon nanostructures via Density Functional Theory | pt_BR |
| dc.type | masterThesis | pt_BR |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/6563295633804057 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0003-3477-4437 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/1132803048214294 | pt_BR |
| dc.description.resumo | O presente trabalho consiste no estudo da interação de clusters de Rh de 2 a 15 átomos com
nanoestruturas de carbono (nanotubos de carbono e grafeno) através de cálculos de primeiros
princípios, usando a Teoria do Funcional da Densidade. De maneira geral, a grande vantagem
da combinação de nanotubos de carbono (NTCs) e clusters de metais de transição (MTs) está
associada ao aumento da reatividade química dos NTCs graças à funcionalização com os clusters
de MTs (NTCs em estado natural possuem baixa reatividade). Por outro lado, clusters de MTs
são altamente reativos, no entanto, precisam de um suporte, já que são gerados em fase gasosa.
Nesse sentido, nosso trabalho visa aspectos importantes relacionados a questão da ancoragem
dos clusters sobre as nanoestruturas de carbono, ou seja, como se dá a interação dos clusters
devido a mudança na curvatura das estruturas de carbono. A variação de curvatura se deu
através da escolha de três estruturas de carbono, um NTC de diâmetro pequeno (NTC (6,0)),
diâmetro médio (NTC (12,0)) e a folha de grafeno (diâmetro infinito). Inicialmente, realizamos
um estudo sobre o bulk de Rh, a fim de verificar se a metodologia desse trabalho possui boa
concordância com a literatura. Focamos, também, no entendimento dos principais parâmetros
de cálculo, com a realização de testes de convergência. Posteriormente, realizamos o estudo dos
clusters de Rh de 2 a 15 átomos em fase gasosa e das nanoestruturas de carbono em sua forma
pura e, finalmente, obtido o entendimento desses sistemas isolados, passamos para a etapa de
adsorção de clusters de Rh sobre os suportes, a fim de buscar o entendimento a nível atomístico
da adsorção de clusters de Rh sobre NTCs. Obtivemos para os clusters de Rh as estruturas
de mais baixa energia, as quais seguem um padrão estrutural de crescimento aberto (com a
formação de cubos). Através da análise de propriedades energéticas, estruturais, eletrônicas e
de reatividade dos clusters e das nanoestruturas de carbono, verificamos excelente acordo com
a literatura e grande viabilidade de combinação dos clusters com as nanoestruturas de carbono.
Encontramos uma relação direta entre a curvatura do substrato e a ancoragem dos clusters, ou
seja, constatamos um aumento (em módulo) na energia de adsorção dos clusters com o aumento
da curvatura das estruturas de carbono. Além disso, a maior estabilidade de clusters abertos
em relação aos fechados em fase gasosa, sofreu uma inversão quando o ambiente químico foi
alterado, ou seja, quando os clusters são depositados nas nanoestruturas de carbono. Tanto o
cluster quanto o suporte não sofrem grandes distorções estruturais após a adsorção. De maneira
contrária, o momento magnético total sofreu alterações após a adsorção dos clusters, o que além
de ser um indicativo da adsorção dos clusters, também torna esses sistemas promissores para
aplicações como sensores nanométricos. | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Piotrowski, Maurício Jeomar | |
| dc.subject.cnpq1 | FISICA | pt_BR |
| dc.subject.cnpq2 | ESTRUTURAS | pt_BR |