Estudo teórico das propriedades mecânicas e eletrônicas de nanoestruturas de BN
Resumen
O Nitreto de Boro (BN) é um composto onde boro e nitrogênio, unem-se através de ligações covalentes. É também um material com dureza similar ao diamante, um pouco menos duro, mas mais estável, mantendo sua dureza até 2.000 °C, enquanto o diamante se desfaz em grafite a cerca de 900 °C. Além disso, é um material quimicamente inerte, possui alto ponto de fusão, é um semicondutor de gap de energia amplo, etc. Isso faz com que seja um material com potencialidade para ser utilizado em diversas aplicações na indústria eletrônica. Usando cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo do funcional da densidade (DFT) investigamos a estabilidade e as propriedades mecânicas e eletrônicas de nanotubos e nanofios de BN. Para os cálculos utilizamos o código computacional SIESTA que usa como base uma combinação linear de orbitais atômicos e resolve as equações de Kohn-Sham de maneira auto-consistente. Em nossos cálculos utilizamos duas funções zeta para cada gaussiana e para um melhor rearranjo da densidade de carga usamos uma função de polarização através da inclusão de um orbital d, formando a base DZP. Para descrever a forte interação elétron-caroço usamos pseudopotenciais de norma conservada. Estudamos nanotubos e nanofios deste material, calculando e analisando suas propriedades mecânicas e eletrônicas. Para isso calculamos seus respectivos Módulos de Young, que nos fornece informações sobre sua elasticidade e rigidez, e a estrutura de banda para analisarmos a parte eletrônica. Nossos resultados preliminares mostram que as nanoestruturas de BN possuem propriedades mecânicas similares aos nanotubos de carbono e as propriedades eletrônicas dos nanofios de BN são dependentes da simetria estrutural e do diâmetro dos nanofios.