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Nanofios óxidos e semicondutores: efeitos de confinamento quântico, heteroestruturas e produção de hidrogênio

Processo: 11/15683-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2011
Vigência (Término): 31 de maio de 2014
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Gustavo Martini Dalpian
Beneficiário:Aline Luciana Schoenhalz
Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais nanoestruturados   Semicondutores   Estados eletrônicos   Teoria do funcional da densidade

Resumo

Este projeto visa investigar, através de métodos de primeiros princípios, as propriedades de nanofios de materiais óxidos incluindo ZnO, TiO2, In2O3, SnO2 e outros semicondutores. Pretendemos estudar os efeitos não usuais presentes nessas nanoestruturas, provenientes de efeitos de confinamento quântico e de superfície, visto que essas são as principais causas das mudanças nas propriedades dos materiais nanoestruturados. Serão também analisados nanofios heteroestruturados, onde parte do nanofio é um material semicondutor (Si, Ge, GaN) e outra parte é composta por um material óxido. Isso permite que o nanofio tenha diferença na composição ao longo do fio ou na direção radial, de modo que o band offset permita uma eficiente separação de carga. Por fim, espera-se compreender o mecanismo que viabilize a possibilidade de aplicação dessas nanoestruturas para produção de hidrogênio a partir de água e luz solar, bem como realizar cálculos de dinâmica molecular quântica para uma correta descrição e compreensão dos processos ocorridos na superfície do semicondutor. Isso se dá por meio do processo de decomposição fotoeletroquímica, a qual faz uso de um eletrodo semicondutor e um contra-eletrodo metálico imersos em uma solução aquosa para a quebra da molécula de água na superfície do semicondutor. Como há uma grande área superficial em contato com a água, espera-se que isso aumente a eficiência da célula. Durante a execução deste projeto, esperamos ter uma grande interação com pesquisadores experimentais da UFABC atuando nesta área. (AU)