Shape controlled synthesis of CaMoO4 thin films and their photoluminescence property

CaMoO4 (CMO) disordered and ordered thin films were prepared by the complex polymerization method (CPM). The films were annealed at different temperatures and time in a conventional resistive furnace (RF) and in a microwave (MW) oven. The microstructure and surface morphology of the structure were monitored by atomic force microscopy (AFM) and high-resolution scanning electron microscopy (HRSEM). Order and disorder were characterized by X-ray diffraction (XRD) and optical reflectance. A strong photoluminescence (PL) emission was observed in the disordered thin films and was attributed to complex cluster vacancies. The experimental results were compared with density functional and Hartree-Fock calculations. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Single walled MgF2 nanotubes

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Rho-omega mixing and neutron-proton self-energies in the Walecka model

We use the Walecka model to investigate the influence of the charge symmetry breaking ρ0-ω mixing interaction on the neutron-proton self-energy difference in nuclear matter. Using 2mρ〈ρ0|H|ω〉 = -4500 MeV2, and employing the Dirac-Hartree-Fock approximation, we find that the neutron-proton self-energy difference is a decreasing function of the nuclear matter density, and that it has a value of the order of 700 keV at the normal density. The results indicate that the Nolen-Schiffer anomaly might be explained by means of relativistic nuclear models in a similar way as it is explained by means of non-relativistic models.

Competition between spin, charge, and bond waves in a Peierls-Hubbard model

We study a one-dimensional extended Peierls-Hubbard model coupled to intracell and intercell phonons for a half-filled band. The calculations are made using the Hartree-Fock and adiabatic approximations for arbitrary temperature. In addition to static spin, charge, and bond density waves, we predict intermediate phases that lack inversion symmetry, and phase transitions that reduce symmetry on increasing temperature.

The δ expansion and the principle of minimal sensitivity

The δ-expansion is a nonperturbative approach for field theoretic models which combines the techniques of perturbation theory and the variational principle. Different ways of implementing the principle of minimal sensitivity to the δ-expansion produce in general different results for observables. For illustration we use the Nambu-Jona-Lasinio model for chiral symmetry restoration at finite density and compare results with those obtained with the Hartree-Fock approximation.

Contracted GTF basis sets applied to the theoretical interpretation of the Raman spectrum of hexaaquachromium(III) ion

Contracted GTF basis sets designed with aid of the Generator Coordinate Hartree-Fock (GCHF) method for H(2S), O2-(1S), and Cr3+(4F) atomic species are applied to perform theoretical interpretation of the Raman spectrum of hexaaquachromium(III) ion. The 16s, 16s 10p, and 24s17p13d GTF basis sets were contracted to [4s] for H atom, [6s4p], and [9s6p3d] for O2- and Cr3+, respectively, by Dunning's scheme. For Cr3+, the [9s6p3d] basis set was enriched with f polarization function and used in combination com [4s] and [6s4p] in the study of our interest. The results obtained in this report show that the contracted GTF basis sets used are a useful alternative for the theoretical interpretation of Raman spectrum of hexaaquachromium(III) ion and that GCHF method is an effective alternative to selection of GTF basis sets for theoretical study of vibrational properties of poliatomic species. © 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

The surface geometry of exotic nuclei

We analyze the surface geometry of the spherical even-even Ca, Ni, Sn and Pb nuclei using two approaches: The relativistic Dirac-Hartree-Bogoliubov one with several parameter sets and the non-relativistic Hartree-Fock-Bogoliubov one with the Gogny force. The proton and neutron density distributions are fitted to two-parameter Fermi density distributions to obtain the half-density radii and diffuseness parameters. Those parameters allow us to determine the nature of the neutron skins predicted by the models. The calculations are compared with existing experimental data. © 2007 American Institute of Physics.

Stability of trapped degenerate dipolar Bose and Fermi gases

Trapped degenerate dipolar Bose and Fermi gases of the cylindrical symmetry with the polarization vector along the symmetry axis are only stable for the strength of dipolar interaction below a critical value. In the case of bosons, the stability of such a dipolar Bose-Einstein condensate (BEC) is investigated for different strengths of contact and dipolar interactions using a variational approximation and a numerical solution of a mean-field model. In the disc shape, with the polarization vector perpendicular to the plane of the disc, the atoms experience an overall dipolar repulsion and this fact should contribute to the stability. However, a complete numerical solution of the dynamics leads to the collapse of a strongly disc-shaped dipolar BEC due to the long-range anisotropic dipolar interaction. In the case of fermions, the stability of a trapped single-component degenerate dipolar Fermi gas is studied including the Hartree-Fock exchange and Brueckner-Goldstone correlation energies in the local-density approximation valid for a large number of atoms. Estimates for the maximum allowed number of polar Bose and Fermi molecules in the BEC and degenerate Fermi gas are given. © 2013 IOP Publishing Ltd.

Simulação de transporte eletrônico em dispositivos unimoleculares baseados em indicadores de pH

Nas últimas décadas, diversos pesquisadores têm tentado empregar moléculas em dispositivos eletrônicos de nanoescala. Por este motivo, diferentes parâmetros eletro/ópticos, que regem o transporte eletrônico em moléculas orgânicas, precisam ser analisados. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo de transporte de carga para o composto Vermelho de Propila, popularmente utilizado como indicador de pH. A motivação para estudá-lo resulta de sua estrutura constituída por subunidades doadora-aceitadora, acopladas via grupo azo (N=N), uma característica bem conhecida em retificadores moleculares. A metodologia utilizada para tratar o sistema em equilíbrio é baseada em métodos de Mecânica Molecular e Hartree-Fock. Sendo que, para simular o sistema em não-equilíbrio, foi empregado o formalismo de Landauer-Büttiker. Através desses métodos, as curvas características do sistema molecular foram traçadas e comparadas. O resultado da comparação permitiu explicar os fenômenos que regem o transporte eletrônico na nanoestrutura. Além disso, foram analisados os efeitos de contatos metálicos, ligados a molécula na presença de campo elétrico externo.

Aplicação de métodos teóricos na investigação da transferência auto-consistente de elétrons em nano-retificador orgânico

Neste trabalho apresentamos um estudo teórico da estrutura eletrônica de uma molécula do tipo Doador-dinitrobenzene e um grupo Aceitador-dihydrophenazine (D-A) com pontes poliênicas variando de π = 0 à π = 10. Trata-se de um sistema promissor para o desenvolvimento de retificadores moleculares, que sob dopagem química podem vir a adquirir propriedades elétricas de material condutor. E ainda, sob ação de campo elétrico externo apresenta comportamento equivalente ao de dispositivos usuais, mas com inúmeras vantagens como, por exemplo, tamanho extremamente reduzido e intensa resposta ótica em regime não-linear. Para estudar esse sistema, fizemos otimizações de geometria sistematicamente, levando em conta cálculos de ZINDO/S-CIS (Zerner´s Intermediate Neglect of Differential Orbital/Spectroscopic – Configuration Interaction Single) que utilizam 220 configurações em média. Observamos uma transferência eletrônica calculada por métodos derivados de Hartree-Fock. Nossos resultados mostram uma delocalização bem definida dos Orbitais Moleculares de Fronteira (OMFs) HOMO[LUMO] nos grupos D[A] para molécula com ponte poliênica relativamente grande. Para estruturas com ponte poliênica relativamente pequena o contrário é observado, e uma uniformidade dos OMFs nos terminais DA é verificada. O que indicaria que somente as estruturas com ponte poliênica relativamente grande seriam promissoras pra criação de dispositivos, tendo LUMO como canal de condução. Um estudo detalhado do rearranjo de carga molecular para a mesma estrutura, sob a ação de um campo elétrico externo mostrou que o transporte de carga no grupo D[A] independe do tamanho da ponte poliênica. A voltagem aplicada é intensa o bastante para criar um potencial de saturação para este sistema com grupos DA muito próximos (evidenciando uma região de saturação e uma região de operação para sistemas com pontes pequenas), normalmente presente e sistemas com ponte molecular relativamente grande e nos dispositivos semicondutores macroscópicos. Acreditamos que o OMF LUMO desempenha um papel importante no que diz respeito ao transporte de carga em estruturas relativamente grandes, seguido de falhas em estruturas moleculares onde o grupo D está muito próximo do A. Nossos resultados mostram que temos um retificador molecular que pode trabalhar corretamente como um retificador macroscópico.

Métodos teóricos na investigação da estrutura eletrônica do resveratrol e derivados

Na apresentação do desenvolvimento desta tese foram utilizados métodos ab initio, semiempíricos, e teoria do funcional densidade na investigação das propriedades do estado fundamental e estados excitados do Resveratrol e estruturas moleculares similares, assim como suas propriedades espectroscópicas. O Resveratrol é uma fitoalexina com propriedades antioxidantes, que tem como estruturas derivadas semelhantes, a Piceatannol, Para-vinylphenylphenol e Resveratrol-dihydroxyl_N (N=1,2 e 3). Os resultados obtidos correspondem à análise dos parâmetros moleculares e propriedades eletrônicas; as simulações dos espectros que correspondem as fotoexcitações para cada uma das moléculas foram feitos através de pacotes computacionais. Os métodos aproximativos utilizados nos cálculos comprovam os resultados obtidos experimentalmente, de forma a contribuir como um indicador às prováveis modificações nas propriedades químicas, físicas e biológicas do Resveratrol.

Estudo do transporte eletrônico em nanoestruturas baseadas em carotenoides e tétrades com fulereno C60

Neste Trabalho é apresentado um estudo teórico da estrutura eletrônica de uma molécula de fulereno C60 com junções em quatro terminais baseados em grupos doadores de elétron – etratiofulvaleno (TTF) – e grupos aceitadores de elétrons – fenilpropanodinila (FPP) e dispositivos moleculares baseados em derivados dos Carotenoides. O mecanismo de transporte investigado para os derivados dos Carotenoides foram utilizados para o melhor entendimento das curvas de Fowler- Nordheim (FN) e Millikan-Lauritsen (ML) para os sistemas baseados em fulereno C60. Em todos os casos foi possível confirmar que a análise empírica de Millikan-Lauritsen (ML) também é suficiente para descrever em todos os aspectos a espectroscopia de voltagem de transição (TVS). Para estudar os sistemas, foram feitas otimizações de geometria sistematicamente e observado uma transferência eletrônica calculada por métodos derivados de Hartree-Fock e Teoria do Funcional Densidade (DFT). Os resultados apresentados mostram um estudo detalhado do rearranjo de carga molecular para a estrutura, que sob a ação de um campo elétrico externo apontou que o transporte de carga está diretamente ligado ao tipo de junção que esse sistema é submetido de forma que a voltagem aplicada é intensa o bastante para criar um potencial de saturação nos sistemas em estudo: fulereno C60 com três terminais de tetratiofulvaleno e um terminal de fenil-propanodinila (C60-(TTF)₃-FPP); fulereno C60 com quatros terminais de fenil-propanodinila (C60-(FPP)₄). Os resultados mostram que se tem um retificador molecular que pode trabalhar corretamente como um retificador macroscópico.

Modelagem e Simulação Computacional das propriedades estruturais, eletrônicas e constantes elásticas do ZnO

The electronic, structural properties and elastic constants of the wurtzite phase of zinc oxide, ZnO, was investigated using computer simulation at Density Functional Theory level, with B3LYP hybrid functional and Hartree-Fock methodology. The electronic properties as well the band energy was investigated through the analysis of the band structures and density of states (DOS), and the mechanical properties was studied through the calculus of the elastic constants C11, C33, C44, C12 e C13. The results are in good agreement with experimental data found in the literature and in accordance with results obtained by another theoretical methodology

Evolution of Goldstone mode in binary condensate mixtures

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Optimized delta expansion for relativistic nuclear models

The optimized delta-expansion is a nonperturbative approach for field theoretic models which combines the techniques of perturbation theory and the variational principle. This technique is discussed in the lambda phi(4) model and then implemented in the Walecka model for the equation of state of nuclear matter. The results obtained with the delta expansion are compared with those obtained with the traditional mean field, relativistic Hartree and Hartree-Fock approximations.