Propriedades eletrônicas, ópticas e termodinâmicas de nanobelt de carbeto de silício

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2019.Recentemente, um nanobelt de carbono, nomeado de (12)ciclofenaceno foi sintetizado. Neste trabalho, nós propomos um nanobelt de carbeto de silício (SiC Nanobelt) derivado do (12)ciclofenaceno com uma fórmula molecular 242424. Nós relatamos os resultados das propriedades eletrônicas, ópticas e termodinâmicas deste nanobelt teórico de carbeto de silício e sua possível síntese. As simulações foram feitas usando o 3, que é um pacote que usa a teoria do funcional da densidade para calcular as propriedades quânticas das moléculas com alta qualidade. Foi empregada as aproximações LDA e GGA com os funcionais PWC e PBE. Em nossos cálculos, usamos os conjuntos de base numéricas com duplas (DNP) e triplas (TNP) polarizações. Depois de uma otimização completa da geometria, nós encontramos que o SiC Nanobelt tem uma binding energy estimada em −12, 301 Ha. É uma molécula com estrutura estável que tem característica de um semicondutor com um gap estimado de 2, 15 eV na base TNP com o funcional /. Obtemos as propriedades ópticas do SiC Nanobelt que absorve na região do visível com um comprimento de onda de aproximadamente 510 nm. As propriedades termodinâmicas como a entropia, entalpia, capacidade calorífica e a energia livre de Gibbs são também reportadas. A energia livre de Gibbs indica que acima de 720 ocorre uma reação espontânea. Esta reação espontânea sugere uma possível síntese do nanobelt de carbeto de silício.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF).Recently, a carbon nanobelt, named (12)cyclophenacene was synthesized. In this work, we proposed a (12)cyclophenacene derivative of silicon carbide nanobelt (SiC Nanobelt) with a molecular formula 242424. We report results of the electronic, optical and thermodynamic properties of this theoretical silicon carbide nanobelt and its potential synthesis. The simulations were carried out using the 3, which is a package that uses density functional theory to calculate quantum mechanical properties of molecules with high quality. It was employed LDA and GGA approximations with PWC and PBE functional. In our calculations, we have used a double numerical with polarization (DNP) and triple numerical polarization (TNP) basis sets. After a full geometry optimization, we found that SiC Nanobelt has an estimated binding energy around −12, 301 Ha. It is a stable structure and has a semiconductor character with gap energy estimated with within TNP around 2.15 eV. We have obtained optical properties of SiC Nanonelt that absorbs in the visible region with wavelength around 510 nm. The thermodynamic properties like entropy, enthalpy, heat capacity and Gibbs free energy are reported too. Gibbs free energy indicates that above 720 a spontaneous reaction occurs. This spontaneous reaction suggests a possible synthesis of silicon carbide nanobelt