Dissertação de Mestrado #456: Daniel Massote

Estudo da interação grafeno-moléculas de água: dopagem, defeitos, rehibridizações e novos materiais

Autor: Daniel Vasconcelos Pazzini Massote

Banca Avaliadora

Mário Sérgio Carvalho Mazzoni (orientador), Física

UFMG

Luiz Gustavo de Oliveira Lopes Cançado, Física

UFMG

Simone Silva Alexandre, Física

UFMG

Orientadores

Mário Sérgio Carvalho Mazzoni (orientador)

Departamento de Física - UFMG

Resumo do Trabalho

Neste trabalho, investigamos a interação de grafeno (mono e bicamada) com moléculas de água que normalmente são encontradas formando uma camada sobre o material. Em um primeiro trabalho, estudamos a interação através de simulações de dinâmica molecular baseadas na Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Mostramos que a camada de água é capaz de dopar o grafeno, e que este efeito  depende sensivelmente da pressão externa. Em seguida, investigamos possíveis estados intermediários da formação do chamado diamondol, isto é, a estrutura originada quando uma bicamada de grafeno sofre rehibridização na presença de grupos hidroxila, gerando um material com ligações carbono-carbono do tipo sp3. Mostramos que linhas de defeito podem se formar no grafeno se a cobertura de hidroxilas for menor que a ideal para a formação do diamondol. Essas linhas são capazes de justificar resultados experimentais baseados na aplicação de pressão em grafeno bicamada através de sondas de microscopia de força atômica (AFM). Finalmente, estudamos as propriedades eletrônicas de nanotubos formados a partir do diamondol. Mostramos que elas podem ser moduladas pela aplicação de campos elétricos transversais. Todo o estudo foi realizado através do formalismo da Teoria do Funcional da Densidade da forma como implementado do programa SIESTA.