ESTUDO DAS PROPRIEDADES ESTRUTURAIS, MECÂNICAS E ELETRÔNICAS DE NANOTUBOS DE CARBONO DE UMA, DUAS E TRÊS CAMADAS SOB DEFORMAÇÃO ESTRUTURAL

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:55:56Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Paulo Inacio Obregon do Carmo.pdf: 2602281 bytes, checksum: 7b94441337f178869475a9dda7ce86a5 (MD5) Paulo Inacio Obregon do Carmo.pdf.txt: 111751 bytes, checksum: 0fc962a4e4b8838558177bcf7859a818 (MD5) Paulo Inacio Obregon do Carmo.pdf.jpg: 3913 bytes, checksum: 6352e7404ddd8978e5632801dda2b544 (MD5)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCarbon Nanotubes (CNTs) they are object of intense theoretical and experimental researches, tends in view the extreme sensibility of their electronic properties, deformations and to defects in the hexagonal net to alterations in the structural parameters. The structural and electronic properties of CNTs have been considered the base for the development of coverings nanoestruturados destined to the research space, sensor and fotovoltaics devices, among others. A better knowledge of the properties of these materials is necessary so that we can project more efficient and durable devices, besides assisting to crescent it disputes of the market of technological innovation. In this work analyses of the elastic and electronic properties of single-walled nanotubes carbon (SWCNT) and multi-walled with two (DWCNT) and three (TWCNT) shells deformed by axial traction were accomplished. The structural and energy properties of CNTs studied were obtained through calculations of first beginnings, with base in the Theory of the Functional of the Density, that one find implemented in the program SIESTA (Spanish Initiative goes Electronic Simulations with Thousand of Atoms). Considering CNTs discreet shells and making use of the mechanics solids continuous, we obtained that the elasticity modulus varies of 0,65TPa - for the nanotubo (4,4), to 0,95 TPa - for NTC (10,10). It was verified that the mechanical resistance increases with the diameter of CNT, except for CNT (15,15) that presents smaller mechanical resistance than CNT (10,10). We determined with base in the variation of the elastic energy and of the connection length the modulus of young. We observed that the nanotubos with different layers have behaviors differentiated front to the tensions, so much in points of rupture of the chemical structure, when to the electronic properties. Nanotubes of carbon of the type armchair are metallic, however starting from certain deformations, they become semiconductors and their energy gap varies in agreement with the intensity of the applied tension.Nanotubos de carbono (NTCs) são objeto de intensas pesquisas teóricas e experimentais, tendo em vista a extrema sensibilidade das suas propriedades eletrônicas a alterações nos parâmetros estruturais, deformações e a defeitos na rede hexagonal. As propriedades estruturais e eletrônicas dos NTCs têm sido consideradas a base para o desenvolvimento de revestimentos nanoestruturados destinados à pesquisa espacial, sensores, dispositivos fotovoltaicos, entre outros. Um melhor conhecimento das propriedades destes materiais é necessário para que se possa projetar dispositivos mais eficientes e duráveis, além de atender a crescente demanda do mercado de inovação tecnológica. Neste trabalho foram realizadas análises das propriedades elásticas e eletrônicas de nanotubos de carbono de uma (SWCNT), duas (DWCNT) e três (TWCNT) camadas deformados por tração axial. As propriedades estruturais e energéticas dos NTCs estudados foram obtidas através de cálculos de primeiros princípios, com base na Teoria do Funcional da Densidade, que se encontra implementada no programa SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousand of Atoms). Considerando os NTCs cascas discretas e fazendo uso da mecânica dos sólidos contínuos, obtivemos que o módulo de elasticidade varia de 0,65TPa - para o nanotubo (4,4), a 0,95 TPa para o NTC (10,10). Constatou-se que a resistência mecânica aumenta com o diâmetro do NTC, com exceção do NTC (15,15) que apresenta resistência mecânica menor que o NTC (10,10). Determinamos com base na variação da energia elástica e do comprimento de ligação o módulo de Young. Observamos que os nanotubos com diferentes camadas têm comportamentos diferenciados frente às tensões, tanto em pontos de ruptura da estrutura química, quanto às propriedades eletrônicas. Nanotubos de carbono do tipo armchair são metálicos, porém a partir de determinadas deformações, tornam-se semicondutores e seus gaps de energia variam de acordo com a intensidade da tensão aplicada