Otimizações de modelos de nanotubos de ZnO nas formas armchair e zigzag - Brito, Gisley de Souza (2012)
Os nanotubos de óxido de zinco são estruturas com grande aplicabilidade na nanociência, sendo utilizados, em biosensores tal como o sensor de glicose, possuem propriedades semicondutoras , piezoelétricas, óticas e catalíticas, bem como na aplicações de sensores de gás varistores devido às suas propriedades eletrônicas e estruturais. Por isto, que o estudo dessa nanoestrutura cresceu nos últimos tempos, bem como sua aplicabilidade na elaboração de novos materiais nanométricos. Nesse trabalho foram feitas análises de nanotubos de óxido de zinco de paredes simples em forma de armchair e zigzag, comportamento da energia em processos de otimizações, bem como a variação de energia, sendo diagnosticada a energia necessária para o enrolamento de um nanotubo. Foram feitas também as análises de |HOMO-LUMO| de algumas estruturas fazendo comparações com o |HOMO-LUMO| de estruturas planas. Foi feito um estudo da taxa de variação das cargas em relação a cada nível, bem como sua variação de dipolo. Foram observadas também, as distâncias entre oxigênio-oxigênio e zinco-zinco, análises dos ângulos de ligação e torsão. Para realização desses estudos foram utilizados os métodos semi-empíricos AM1, MNDO e Ab Initio Hartree Fock com bases 3-21G e HUZINAGA. O objetivo desses estudos é obter dados relacionados a nanotubos de óxido de zinco que possam colaborar no entendimento do comportamento dessas estruturas e suas eventuais aplicabilidades na construção de novos nano materiais. Foi possível observar que as estruturas na forma armchair apresentaram-se mais estáveis, buscando uma conformação de menor energia se comparada com as estruturas em forma de zigzag. As estruturas em forma de zigzag obteve um |HOMO-LUMO| com valores inferiores a 5,5 eV. que é característico de semi-condutores, o mesmo não foi observado nas estruturas armchair que obtiveram |HOMO-LUMO| com valores superiores a 5,5 eV. que é característico de materiais isolantes, foi calculado também o momento de dipolo de algumas estruturas bem como o somatório das cargas por nível comparando-se as estruturas com quiralidades diferentes. Em relação às distâncias de ligações e diâmetros foi observado que as estruturas armchair variam mais, na busca da conformação de menor energia. Nas estruturas em forma de zigzag sofrem uma menor variação da distância de ligação e diâmetro, na maioria dos casos perdem simetria quando submetida ao processo de otimização. Em relação aos ângulos de ligação e torsão, as estruturas armchair com mesmo número de níveis, mostraram oscilações semelhantes, comportamento este observado nas estruturas em forma de zigzag maiores.