Defesa de Tese de Doutorado #401 – Viviane Valquíria do Nascimento – 28/07/2022

Este trabalho se dedicou a estudar os efeitos de confinamento em dois tipos de estruturas quase unidimensionais: nanofitas de grafeno (GNR) e nanotubos de carbono preenchidos com cadeias de enxofre, através do espalhamento Raman ressonante. Utilizamos o espalhamento Raman ressonante para determinar as energias de transição de nanofitas de grafeno com bordas tipo armchair com largura de 7 e 9 átomos, denominadas 7AGNR e 9AGNRs. Expostas ao ar e em temperatura ambiente as nanofitas se degradam sob a ação de laser, contudo sob atmosfera de nitrogênio a 80K, foi possível obter o perfil de excitação Raman ressonante para as duas amostras de nanofitas de grafeno utilizando-se diversas energias de excitação. Com isso verificamos que as 7AGNRs apresentam transições óticas em 2,25 e 2,49 eV e com relação às 9AGNRs identificamos energias de transição em ≅1,4, 2,38 e 2,79 eV. As cadeias lineares de enxofre são instáveis em condições ambiente, no entanto podem ser sintetizadas a partir do vapor de enxofre dentro de nanotubos de carbono. O sistema resultante é de grande interesse para o desenvolvimento de baterias baseadas em enxofre-lítio. Ao utilizar a espectroscopia Raman para caracterizar esse material híbrido, notou-se que as cadeias apresentam um sinal Raman muito intenso quando encapsuladas por nanotubos tipo HiPco. Além disso, as bandas atribuídas às cadeias encapsuladas pelos nanotubos de carbono exibem um comportamento ressonante para energias de excitação entre 1,91 e 2,81 eV. Neste trabalho elaboramos o perfil de excitação Raman (REP) para as cadeias de enxofre encapsuladas, a partir do qual identificamos duas energias de ressonância em 2,35 e 2,59 eV. A partir do gráfico de Kataura, que mostra as energias de transição em função do diâmetro dos nanotubos e dos modos de respiração radial observados nos espectros, concluímos que o intenso sinal Raman observado se deve a uma interação bastante específica entre os modos vibracionais da cadeia de enxofre e o nanotubo (8,5) na condição de confinamento.