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

• Processo: 11/15683-0
• Modalidade de apoio: 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: heterostructures | Hydrogen Production | nanoestruturas | semicondutores | superfícies | teoria do funcional da densidade | estados eletrônicos

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)