dc.creator | Kipper, Ana Claudia | |
dc.date.accessioned | 2019-03-28T14:21:50Z | |
dc.date.available | 2019-03-28T14:21:50Z | |
dc.date.issued | 2017-08-28 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/15991 | |
dc.description.abstract | The recent progress of the research on carbon nanostructures and the issue of
thermal management have established a great demand in relation to the scientific understanding
of thermal transport in these nanomaterials. In addition, these materials serve
as fundamental blocks for the creation of new nanostructures with different physical properties
that can be modified and controlled for specific applications. Experimental studies
in this area are promising, but a greater understanding of these new structures and their
properties is deficient. In this context, molecular dynamics simulation is a powerful tool
for calculations of thermal conductivity and vibrational spectrum of the phonons. The objective
of this work is to propose new nanostructures based on carbon, to obtain a better
understanding of its thermal properties, in order to verify the applicability in nanodevices.
In the first part of this thesis, we present the results of the thermal conductivity and the
vibrational spectrum of the phonons in graphene sheets and graphene nanoribbons pristine,
where we observe that the thermal conductivity in nanoribbons presents a reduction
in relation to graphene sheets and that this behavior is due to the effect of edges. We also
analyzed the behavior of thermal conductivity as a function of the graphene nanoribbons
length and width, where we observed an increase in thermal conductivity as the sample
size increased. In addition, we observed that the thermal conductivity presents a behavior
of dependence with the temperature of the system. After characterizing the thermal properties
of pristine graphene nanoribbons, we focused on possible strategies to control the heat
transfer in these materials.One possibility is to explore the edge saturation and the doping
of the graphene nanorinnons. Thus, we investigate the thermal conductivity in nanoribbons
with saturated edges with hydrogen atoms and nanoribbons doped with nitrogen, boron and
silicon atoms. The estimated thermal conductivity in saturated/doped nanoribbons is drastically
reduced. A vibrational density analysis of the phonons is performed to explain this
difference, showing that the density of the vibrational modes of the phonons are different
when compared to pristine type nanoribbons. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Condutividade térmica | por |
dc.subject | Nanofitas de grafeno | por |
dc.subject | Dopagem | por |
dc.subject | Thermal conductivity | eng |
dc.subject | Graphene nanoribbons | eng |
dc.subject | Doping | eng |
dc.title | Transporte térmico em nanofitas de grafeno dopadas com N, B e SI | por |
dc.title.alternative | Thermal transpot in doped graphene nanoribbons with N, B AND SI | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | O recente progresso da pesquisa em nanoestruturas de carbono e a questão do
gerenciamento térmico estabeleceram uma grande demanda em relação a compreensão
científica do transporte térmico nestes nanomateriais. Além disso, estes materiais servem
como blocos fundamentais para a criação de novas nanoestruturas, com propriedades
físicas diferenciadas, que podem ser modificadas e controladas visando aplicações
específicas. Estudos experimentais nesta área são promissores, porém falta um maior entendimento
destas novas estruturas e suas propriedades. Neste contexto, simulação de
dinâmica molecular é uma ferramenta eficaz para cálculos de condutividade térmica e do
espectro vibracionais dos fônons. O objetivo deste trabalho é propor novas nanoestruturas
baseadas em carbono, buscar um melhor entendimento de suas propriedades térmicas,
de modo a verificar a aplicabilidade em nanodispositivos. Na primeira parte desse trabalho,
apresentamos os resultados da condutividade térmica e do espectro vibracional dos
fônons em folhas de grafeno e nanofitas de grafeno pristina, onde observamos que a condutividade
térmica em nanofitas apresenta uma redução em relação as folhas de grafeno
e que este comportamento é devido ao efeito de bordas. Também analisamos o comportamento
da condutividade térmica em função do comprimento e largura das nanofitas de
grafeno, onde observamos um aumento na condutividade térmica conforme as dimensões
da amostra aumentam. Além disso, observamos que a condutividade térmica apresenta
um comportamento de dependência com a temperatura do sistema. Após a caracterização
das propriedades térmicas das nanofitas de grafeno pristina, focamos nas possíveis
estratégias para controlar o transporte de calor nestes materiais. Uma possibilidade é explorar
a saturação das bordas e a dopagem das nanofitas de grafeno. Assim, investigamos
a condutivdade térmica em nanofitas com bordas saturadas com átomos de hidrogênio
e nanofitas dopadas com átomos de nitrogênio, boro e silício. A condutividade térmica
estimada em nanofitas saturadas/dopadas é drasticamente reduzida. Uma análise de densidade
vibracional dos fônons é realizada para explicar essa diferença, mostrando que a
densidade dos modos vibracionais dos fônons são diferentes quando comparada as nanofitas
tipo pristina. | por |
dc.contributor.advisor1 | Silva, Leandro Barros da | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2500664315353832 | por |
dc.contributor.referee1 | Dorneles, Lucio Strazzabosco | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7244173039310066 | por |
dc.contributor.referee2 | Anversa, Jonas | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/5704228266580089 | por |
dc.contributor.referee3 | Maziero, Jonas | |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/1270437648097538 | por |
dc.contributor.referee4 | Rossato, Jussane | |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/2289911377012512 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2727127291079776 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Física | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |