Estabilidade e estrutura eletrônica de superátomos de silício dopados com alumínio e fósforo

• Processo: 17/01359-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2017
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Luiz Fernando de Araújo Ferrão
• Beneficiário: Gabriel Freire Sanzovo Fernandes
• Instituição Sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Química teórica Teoria do funcional da densidade Estrutura eletrônica Silício
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caspt2 | Dft | microclusters | M06 | nano dispositivos | Química Teórica

Resumo

A diminuição crescente de componentes eletrônicos e outros dispositivos atinge hoje a escala de poucas dezenas de átomos, possibilitando a construção/síntese de dispositivos sub nanométricos com características distintas dos materiais sólidos. Os aglomerados atômicos são sistemas interessantes por representarem a conexão entre os sistemas submicroscópicos e macroscópicos. Estes apresentam estabilidade dependente do número de átomos, sendo alguns destes muito mais estáveis que seus vizinhos em tamanho, sendo chamados de superátomos. Neste projeto serão estudados, por meio de métodos da química quântica molecular, aglomerados de silício puro SiN (N = 2 - 14), de silício dopados com um átomo supervalente SiN-1P (N = 2 - 14) e dopados com dois átomos, um subvalente e um supervalente SiN-2AlP (N = 2 - 14). As conformações de energia mais baixa destes aglomerados serão caracterizadas, assim como a estrutura eletrônica do estado fundamental e dos primeiros estados excitados destas espécies. Em especial, o projeto visa responder o que ocorre com a estabilidade de superátomos e seus vizinhos em tamanho quando dopados e quais propriedades físico químicas tais sistemas apresentam. Para tal serão utilizados tanto métodos da teoria do funcional densidade, quanto métodos de função de onda altamente correlacionados. Também, a presente proposta faz parte de um projeto maior do nosso grupo de pesquisa relacionado ao estudo sobre a estrutura eletrônica e reatividade de aglomerados metálicos e semicondutores. O candidato tem experiência com as metodologias a serem utilizadas e o projeto contribuirá na sua formação envolvendo as áreas de físico-química e ciência dos materiais.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FERNANDES, GABRIEL F. S.; MACHADO, FRANCISCO B. C.; FERRAO, LUIZ F. A.. A quantitative tool to establish magic number clusters, epsilon(3), applied in small silicon clusters, Si2-11. Journal of Molecular Modeling, v. 24, n. 8, AUG 2018. (17/07707-3, 17/01359-3)

PONTES, MARCELO A. P.; DE OLIVEIRA, MARCOS H.; FERNANDES, GABRIEL F. S.; DA MOTTA NETO, JOAQUIM D.; FERRAO, LUIZ F. A.; MACHADO, FRANCISCO B. C.. The low-lying quartet electronic states of group 14 diatomic borides XB (X=C, Si, Ge, Sn, Pb). JOURNAL OF QUANTITATIVE SPECTROSCOPY & RADIATIVE TRANSFER, v. 209, p. 156-163, APR 2018. (17/07707-3, 17/01359-3)

FERNANDES, GABRIEL F. S.; PINHEIRO JUNIOR, MAX; MACHADO, FRANCISCO B. C.; FERRAO, LUIZ F. A.. Stability and Reactivity of Silicon Magic Numbers Doped with Aluminum and Phosphorus Atoms. Journal of Physical Chemistry A, v. 123, n. 1, p. 247-256, JAN 10 2019. (17/01359-3, 17/07707-3)