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Modelagem Computacional Aplicada aos Nanomateriais de Carbono

Roberto Hiroki Miwa (UFU)

A modelagem computacional é uma atividades de pesquisa bastante recente, porém, com contribuições relevantes em diferentes áreas do conhecimento, desde a "Previsão de Tempo" (dias de sol ou chuva) aos problemas envolvendo a aplicação da mecânica quântica no entendimento de sistemas envolvendo átomos e moléculas.  Nesse seminário iremos tratar desse segundo caso.  A modelagem computacional, aplicada aos materiais, permite predizer propriedades elétricas, estruturais, térmicas, energéticas e várias outras [1], respeitando-se os limites determinados pelos fundamentos teóricos utilizados. Assim, através dos trabalhos de modelagem podemos (i) dar suporte às atividades experimentais, bem como (ii) simular (no computador) estruturas mais complexas visando certas propriedades de interesse, caracterizando-se assim uma "alquimia virtual" [2]. Nesse seminário, que está dividido em duas partes, iremos apresentar os nossos resultados de modelagem computacional aplicada às nanoestruturas de carbono.  Na Parte I focaremos na dopagem do grafeno, com boro e nitrogênio, na presença de fronteiras de grão.  Em particular, como as propriedades eletrônicas e a estabilidade do grafeno mudam quando dopados nas fronteiras de grão [3].  Nessa parte podemos dizer que os nossos resultados estão mais próximos de (ii) citado acima.  Na Parte II, iremos apresentar os resultados referentes a formação de interfaces orgânico/semicondutor: arranjos auto-organizados de moléculas de mesitileno sobre o Si(111)-(7x7) [4,5].  Aqui temos um exemplo de interação teórico-experimental, caso (i) citado acima, onde através de simulações computacionais podemos das suporte às interpretações/resultados experimentais.

[1] J. Bernholc, Physics Today vol. 52, pg.30 (1999);
[2] A. Fazzio e A. J. R. da Silva, Ciência Hoje vol. 36, pg. 215 (2005);
[3] W. H. Brito e col., Phys. Rev. B vol. 85, 035404 (2012);
[4] A. J. Weymouth e col., Chem. Comm. vol. 47, 8031 (2011);
[5] A. J. Weymouth e col., Phys. Rev. B vol.  84, 165308 (2011).