Mostrar el registro sencillo del ítem

dc.creatorBrito, Clauane de Sousa
dc.date.accessioned2025-11-28T02:00:48Z
dc.date.available2025-11-27
dc.date.available2025-11-28T02:00:48Z
dc.date.issued2016-02-24
dc.identifier.citationBRITO, 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.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/18718
dc.description.abstractOur 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.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectNanoestruturas de carbonopt_BR
dc.subjectClusters de Rhpt_BR
dc.subjectAncoragempt_BR
dc.subjectCarbon nanostructurespt_BR
dc.subjectRh clusterspt_BR
dc.subjectAnchoring of the clusterspt_BR
dc.titleEstudo da interação de clusters de Rh com nanoestruturas de carbono via Teoria do Funcional da Densidadept_BR
dc.title.alternativeStudy of the Rh clusters interaction with carbon nanostructures via Density Functional Theorypt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6563295633804057pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-3477-4437pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1132803048214294pt_BR
dc.description.resumoO 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.programPrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Piotrowski, Maurício Jeomar
dc.subject.cnpq1FISICApt_BR
dc.subject.cnpq2ESTRUTURASpt_BR


Ficheros en el ítem

Thumbnail

Este ítem aparece en la(s) siguiente(s) colección(ones)

Mostrar el registro sencillo del ítem