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

Processo: 17/01359-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2017
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2019
Área do 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

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.; 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. Citações Web of Science: 1.
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. Citações Web of Science: 2.
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. Citações Web of Science: 0.

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