A DFT study of the effects of substituents on the optical and electronic properties of the quantum dots graphene

Graphene quantum dots (GQD) has been strongly prominent, among the quantum dots. Because their extraordinary and tunable optical, electrical, chemical and structural properties. In opposite to other quantum dots the GQDs can be tuned by edge configuration, shaped and attached chemical functionality and doping with heteroatoms, being able to emit light in all colors of all visible spectrum. The work consists in investigating the optical and electronic properties of the GQDs starting with the simplest structure, the benzene, to larger hexagonal structures like C24H12, and C96H24. The groups R = –COO-, -NHCH3, -NH2, -OR, -OH, -CH3, -F, -CONH2, -COOCH3, -COOH, -CF3, -NO2 and -NH3+in the optical and electronic properties of molecular electronic systems. In the benzene study it was possible to obtain models based on the loads p and s to explain the degeneracy of the HOMO and LUMO orbital and the energy of the gap. With the other systems, it was possible to identify a series associated with the ability to decrease the bandgap of GQDs. This effect was explained by the unfolding of the doubly degenerate HOMO and LUMO orbitals in the substituted GQDs and by the increase and decrease of HOMO and LUMO in the hexassubstituted GQDs.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEntre os pontos quânticos (do inglês, quantum dots), os pontos quânticos de grafeno (graphene quantum dots, GQD) tem se destacado fortemente. Uma vez que o ajuste do bandgap não é feito apenas pelo tamanho, mas também através do controle de forma, configuração de bordas, funcionalidades químicas e dopagem com heteroátomos, sendo capaz de emitir luz em todas as cores do espectro visível. Desse modo, este trabalho consiste em investigar as propriedades ópticas e eletrônicas dos GQDs, iniciando com a estrutura mais simples, o benzeno, a estruturas maiores hexagonais como C24H12, e C96H24. Procurando entender o efeito causado pelos substituintes ativantes e desativantes fortes, moderados e fracos, os grupos R, onde R = –COO-, -NHCH3, -NH2, -OR, -OH, -CH3, - F, -CONH2, -COOCH3, -COOH, -CF3, -NO2 e -NH3+ nas propriedades ópticas e eletrônicas dos GQDs. No estudo com o benzeno foi possível obter modelos baseados nas cargas e para explicar a quebra de degenerescência dos orbitais HOMO e LUMO e a energia do gap. Com os outros sistemas, foi possível identificar uma série associada à capacidade de diminuir o bandgap dos GQDs. Tal efeito foi explicado devido a desdobramento dos orbitais HOMO e LUMO duplamente degenerados nos GQDs substituídos e do aumento e decréscimo do HOMO e LUMO nos GQDs com seis substituição na borda.São Cristóvão, S