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metadata.dc.type: Dissertação
Issue Date: 2007
metadata.dc.creator: GUIMARÃES, Jeconias Rocha
metadata.dc.contributor.advisor1: DEL NERO, Jordan
Title: Análise da potencialidade a condução do BDT através da densidade eletrônica de estados via tight binding e desenvolvimento de software (B3J)
metadata.dc.description.sponsorship: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Citation: GUIMARÃES, Jeconias Rocha. Análise da potencialidade a condução do BDT através da densidade eletrônica de estados via tight binding e desenvolvimento de software (B3J). 2007. 130 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Belém, 2007. Programa de Pós-Graduação em Física.
metadata.dc.description.resumo: Neste trabalho nos propomos a fazer um estudo acerca da potencialidade de condução eletrônica no polímero BDT (1,3-benzoditiol 4H-ciclopenta[2,1-b:3,4b’]). O estudo usual de polímeros conjugados é feito de modo a obter sua densidade de estados com diversos tipos e níveis de dopagem. O método de Huckel é o mais utilizado e se baseia na separabilidade das ligações sigma e pi que é possível quando a molécula estudada é plana. Os polímeros conjugados são em sua maioria planos e estão inseridos nesta aproximação. O monômero do BDT apresenta sua geometria fora do plano por apresentar ligações com orbitais sp3. Para contornar esse problema foi desenvolvido o programa B3J, que considera todos os orbitais de valencia (s, px, py e pz). O programa B3J calcula a densidade de estados de sistemas poliméricos. O estudo das bandas do BDT foi feito com este software. Calculamos a densidade de estados do sistema neutro e com diversos níveis de dopagem, com distribuição aleatória e ordenada dos defeitos, dopagem do tipo n e do tipo p. O comportamento do quadrado do coeficiente da expansão da função de onda foi obtido para polímeros de até 20 monômeros. Estes cálculos foram obtidos com geometrias dos métodos AM1 e PM3. Obtivemos os espectros de absorção de oligômeros a fim de inferir seu comportamento para um polímero. Foram utilizados cálculos de otimização de geometria através dos métodos semi-empíricos AM1 e PM3 e ZINDO/S e o método DFT. Em outro objetivo desta monografia há o estudo do aproveitamento de tetrâmeros de BDT como dispositivos eletrônicos. Tais oligômeros foram otimizados em diversos valores de potencial elétrico, com a inserção em suas cadeias de moléculas doadoras e aceitadoras para induzir um aumento no momento de dipolo da mesma.
Abstract: In this work we studied the potentiality of the polymer BDT (1,3-benzodithiole 4Hciclopenta[2,1-b:3,4b’]) to become a conducting polymer. Ground state conformations and the electronic structure have been calculated through quantum chemical methods in order to obtain the density of electronic states. The presence of several types of conformational defects and the variation of doping level has been considered. One of the most used theories to study the doping effects on conjugated polymers is the Huckel method. It is based on the separability of the sigma and pi bonds of planar molecules. BDT oligomers are not planar molecules and an extended Huckel method that includes all the atomic valence functions has been used. An original computation code, the B3J program, has been developed for this purpose. Simulations of the absorption spectrum in the UV-visible-near IR region have seen performed as well. Program B3J calculates the density of states of polymeric systems. The band structure of BDT was obtained with this software. We calculated the density of states of the neutral system and doped systems including several doping levels and both random and uniform distribution of defects. The square of the coefficients expansion of the wave function was obtained for polymers including up to 20 monomers. For these calculations we used geometries calculated by AM1 and PM3 quantum chemical methods. Finally, we studied the asymmetry of the charge separation induced by the presence of an external static electrical field in BDT oligomers suitably substituted by electron acceptor/donor species. The results are consistent with a transistor-like behavior of neutral and charged molecules.
Keywords: Matéria condensada
Polímeros
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
metadata.dc.publisher.initials: UFPA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Ciências Exatas e Naturais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Dissertações em Física (Mestrado) - PPGF/ICEN

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