Propriedades eletrônicas e estruturais do cristal, superfície e nanotubos do TiO2 na fase anatase: um estudo computacional

• Processo: 11/06319-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2012
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Julio Ricardo Sambrano
• Beneficiário: Marcos Luizão Garzim
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Assunto(s): Semicondutores Dióxido de titânio Simulação por computador Modelagem computacional Propriedades estruturais Propriedades eletrônicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dióxido de titânio | semicondutores | Simulação Computacional | TiO2 | Ciência dos Materiais

Resumo

O desenvolvimento da informática nas últimas duas décadas proporcionou um rápido avanço dos métodos teóricos e computacionais na Química-Quântica, como consequência, a modelagem e simulação computacional de moléculas e cristais tornam-se procedimentos inevitáveis. Apesar de recente, a modelagem e simulação computacional não é uma ciência nova, mas o atual desenvolvimento da tecnologia e principalmente da informática, tem levado este ramo da ciência a novos rumos e descobertas. Com o surgimento dos nanotubos de carbono, a busca e o interesse por estas novas estruturas têm aumentado gradativamente. Em particular os nanotubos de dióxido de titânio possuem diversas e importantes aplicações, tais como o seu potencial para fotocatalisadores, sensores de gases e revestimentos biológicos. Devido às suas aplicações, o TiO2 tem sido alvo de inúmeros estudos teóricos e experimentais. O óxido de titânio é um semicondutor encontrado na natureza de três formas cristalinas: rutilo, anatase e bruquita. O rutilo é a forma mais facilmente encontrada enquanto em escalas nanométricas, a anatase é predominante. Este projeto de pesquisa tem como principal objetivo simular e estudar as propriedades estruturais e eletrônicas do bulk, da superfície (001) e dos nanotubos na forma zigzag e armchair do TiO2 na fase anatase. A simulação será efetuada com o programa CRYSTAL versão 09, utilizando a teoria DFT, em conjunção com o funcional híbrido B3LYP, aplicada a modelos periódicos. Espera-se também que proporcione ao aluno o aprendizado das principais ferramentas Teóricas e Computacionais utilizadas na Simulação Computacional em Ciências dos Materiais. Os resultados obtidos serão comparados com dados experimentais e teóricos disponíveis na literatura. (AU)