Caracterização de polímeros unidimensionais (Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno) através de cálculos espectroscópicos e transporte eletrônico

Neste trabalho é apresentado um estudo teórico da base neutro e bipolaron e estados excitados de moléculas a partir de polímeros isoeletrônicos compostos pelo Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno. Os resultados obtidos, utilizando metodologia DFT e ab initio, revelam que uma boa descrição dos defeitos pode ser importante na investigação da transição isolante-metal de polímeros quase-unidimensional indicando um comportamento metálico em torno do nível de Fermi, como mecanismo de condutividade dos polímeros. Este resultado é consistente com dados experimentais e não faz menção a metodologia Su-Schrieffer-Heeger (SSH). E mais, os resultados são consistentes com características importantes como nanodispositivo e podem ser resumidos como: (i) poderia ser usado como retificador molecular uni-direcional com uma geometria conformacional com vantagem de pequeno acoplamento, (ii) a função de Green de não-equilíbrio presente na simulação poderia corrigir de tal maneira os Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno sem corrente de porta, (iii) com base nas propriedades das ligações tipo, pode ser utilizada para projetar dispositivos com aplicações em eletrônica molecular.

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.

Propriedades magnéticas de nanoestruturas de metais de transição 3d em superfícies de Pd

Motivados por estudos experimentais acerca de monocamadas de metais de transição 3d sobre superfícies de Pd, nesta dissertação investigamos o complexo magnetismo de nanoestruturas, embebidas ou adsorvidas, em superfícies metálicas através de cálculos de primeiros princípios. Utilizamos o método RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear MuffinTin Orbital - Atomic Sphere Approximation), o qual é baseado na teoria do funcional da densidade (DFT - Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não colineares. Com este propósito, investigamos nanoestruturas embebidas e ligas (2 x 2) de metais 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) na superfície Pd (110), além de nanoestruturas de Cr adsorvidas sobre a superfície de Pd (111). Primeiro, para as nanoestruturas embebidas na superfície Pd (110), analisamos a variação do momento magnético de spin orbital com relação ao número de vizinhos e de valência dos metais 3d. Também mostramos que estas estruturas têm ordenamento magnético colinear, exceto as de Cr e Mn, que apresentam magnetismo não colinear associado à frustração geométrica. Para o caso de nanofios de Cr adsorvidos sobre a superfície de Pd (111), verificamos uma configuração colinear antiferromagnética para cadeias com até 9 átomos. Para o nanofio com 10 átomos obtivemos uma configuração tipo antiferromagnética inclinada (canted). No caso de nanoestruturas de Cr bidimensionais, verificamos complexas configurações magnéticas não colineares com diferentes quiralidades.

Transporte eletrônico e quiralidade molecular: um estudo de dispositivos orgânicos em sistemas de dois terminais

No presente trabalho, investigamos o transporte eletrônico molecular em dois compostos orgânicos, o Ponceau SS (PSS) e o Oligo-(para)fenileno-vinileno (PPV) através de cálculos ab initio e função de Green de não equilíbrio (FGNE). Estes métodos demonstraram equivalência para a descrição destes dispositivos moleculares. Fizemos cálculos quânticos para o Hamiltoniano derivado de Hartree-Fock (HF) e obtivemos as propriedades de corrente-voltagem (I-V) para as duas estruturas moleculares. Com o método FGNE conseguimos modelar o transporte através de um sistema de multiníveis eletrônicos obtendo a corrente descrevendo as regiões de ressonância e a assimetria do sistema. Como resposta o PSS demonstrou assimetria para polarizações direta e reversa e a ressonância é alcançada mostrando que o dispositivo opere como um transistor molecular bi-direcional. Para o PPV investigamos também as propriedades geométricas através da conexão entre transporte eletrônico e o grau de quiralidade molecular que foi calculado usando o índice quiral que depende apenas das posições atômicas. Obtivemos que moléculas quirais e propriedades estruturais podem induzir uma assimetria no transporte eletrônico, resultando num processo de retificação. Também obtivemos que a resposta elétrica (I-V) e momento de dipolo elétrico são proporcionais ao grau de quiralidade molecular. Estes resultados sugerem que o transporte eletrônico neste sistema pode ser explorado na avaliação do seu grau de quiralidade.

Um estudo sobre a influência de defeitos de diferente natureza nas propriedades eletrônicas de nanotubos usando o método das ondas cilindricas linearizadas aumentadas

Os nanotubos de carbono e nitreto de boro são nano estruturas unidimensionais que apresentam comportamento tanto metálico quanto semicondutor, dependendo da sua quiralidade, exceto para os nanotubos de nitreto de boro que apresentam sempre características semicondutoras, caso não estejam dopados. Devido suas características eletrônicas, os nanotubos apresentam grandes possibilidades de aplicação em dispositivos de nanoeletrônica, tais como nanodiodos, nanotransistores e como elementos de interconexão, dentre outros. Por esta razão, é importante compreender como fatores externos agem sobre as propriedades de tais materiais. Um desses fatores externos é a introdução de defeitos nos nanotubos. Tais defeitos são a ausência de um ou mais átomos de carbono, pertencente ao nanotubo de carbono e, de nitrogênio ou boro, para os nanotubos de nitreto de boro, ou ainda, a substituição de átomos de carbono, nitrogênio ou boro por diferentes átomos na estrutura dos correspondentes nanotubos. Este trabalho apresenta um estudo teórico dos efeitos da introdução de defeitos, por substituição, nas propriedades eletrônicas dos nanotubos de carbono e nitreto de boro, via simulação ab-initio. Avaliam-se as estruturas de banda de energia e densidade de estados de nanotubos de carbono semicondutores e metálicos tipos armchair e zig-zag e apenas do tipo armchair para os nanotubos de nitreto de boro usando o método LACW – método das ondas cilíndricas linearizadas aumentadas. Além disso, devido a crescente importância dos nanotubos de nitreto de boro, fazemos um estudo sistematizado da estrutura eletrônica desses nanotubos, para uma supercélula formada por três células unitárias, usando dopagem intrínseca, bem como uma análise quantitativa, baseada na energia total e banda proibida, de estabilidade dessas estruturas.

Estudo das lignanas de Peperomia blanda (Piperaceae): abordagem de aspectos estruturais, metabólitos e biossintéticos

Pós-graduação em Química - IQ

Dicroísmo circular vibracional e eletrônico na determinação da configuração absoluta de benzopiranos de Peperomia obtusifolia e Piper gaudichaudianum (Piperaceae): implicações biológicas e biossintéticas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Espécies metalo-supramoleculares discretas polinucleares: sínteses e caracterização

Pós-graduação em Química - IQ

Estrutura eletrônica de derivados de C60 para aplicações em células solares orgânicas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Inorganic Graphenylene: A Porous Two-Dimensional Material With Tunable Band Gap

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Optical spectrum of bottom-up graphene nanoribbons: towards efficient atom-thick excitonic solar cells

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

One-dimensional silicon and germanium nanostructures with no carbon analogues

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Towards an understanding on the role of precursor in the synthesis of ZnS nanostructures

Wurtzite-structured ZnS nanostructures have been synthesized by means of a microwave-solvothermal method at 140°C using three precursors (chloride, nitrate and acetate). Different techniques such as X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, ultraviolet–visible (UV–vis) absorption spectroscopy and photoluminescence (PL) measurements have been employed to characterize this material. The structure, surface morphology, chemical composition and optical properties were investigated as function of precursor. In order to complement experimental results, first principles calculations at DFT level were carried out in order to obtain the relative stability of the proposed intermediates along the formation mechanism. - See more at: http://www.eurekaselect.com/117237/article#sthash.GzvnCBTB.dpuf

Experimental and theoretical studies of photoluminescence in Zns obtained by microwave-assisted solvothermal method

A shift of the photoluminescence (PL) emission was observed in ZnS prepared by microwave assisted solvothermal method with the increase of the time in microwave. In this work we reported a study of the optical behavior linking with the structural disorder according to XRD and FEG-TEM results. The reduction of intrinsic defects in the lattice is responsible for the decrease of electronic levels in the band gap changing the PL profile. This effect was confirmed by electronic structure calculations.

Quantum chemical topological analysis of hydrogen bonding in HX…HX and CH3X…HX dimers (X = Br, Cl, F)

We present a systematic investigation of the nature and strength of the hydrogen bonding in HX···HX and CH3X…HX (X = Br, Cl and F) dimers using ab initio MP2/aug-cc-pVTZ calculations in the framework of the quantum theory of atoms in molecules (QTAIM) and electron localisation functions (ELFs) methods. The electron density of the complexes has been characterised, and the hydrogen bonding energy, as well as the QTAIM and ELF parameters, is consistent, providing deep insight into the origin of the hydrogen bonding in these complexes. It was found that in both linear and angular HX…HX and CH3X…HX dimers, F atoms form stronger HB than Br and Cl, but they need short (∼2 Å) X…HX contacts.