Estudo de primeiros princípios de nanofios de inas submetidos a tensões extremas
Resumo
Nanofios, devido às suas caracteristícas estruturais únicas, são candidatos
naturais para dispositivos condutores de eletricidade e calor. Quando estes nanofios
formam parte de um dispositivo, podem estar sujeitos a tensões externas que podem
alterar as suas propriedades intrínsecas. Neste trabalho estudaremos o comportamento
mecânico e eletrônico de nanofios de InAs com diferentes diâmetros quando
sujeitos a tensões externas extremas. Nossos cálculos usam a Teoria do Funcional
da Densidade dentro da aproximação da densidade local para o funcional de exchange
e correlação, como implementado no código computacional VASP. Nossos
resultados revelam que os nanofios de InAs exibem um comportamento mecânico
que depende da tensão externa e do diâmetro do nanofio. Para o nanofio mais estreito,
observa-se um comportamento elástico da curva de tensão vs elongação (
stress vs strain ), seguido de ruptura do fio. Quando os nanofios tornam-se mais
espessos, diferentes respostas às tensões extremas são observadas. Quando as
primeiras ligações químicas são quebradas, os nanofios mudam de regime elástico
para outro, com diferentes valores de módulo de Young. Quando mais e mais ligações
químicas são quebradas, sempre do centro para as bordas, os nanofios apresentam
um comportamento plástico antes da ruptura. Para cada um destes regimes mecânicos
estrutura de bandas dos nanofios é também analisada.