Efeito do campo magnético em um acoplado de grafeno e cobre : um estudo in silico

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dc.contributor.advisor1Gonçalves, Arlan da Silva
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5965-3191
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4139608457982550
dc.contributor.authorVanny, Alberto Soares
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0009-4751-9356
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5403932969047933
dc.contributor.referee1Silva Filho, Eloi Alves da
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9306-7882
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8259708288584235
dc.contributor.referee2Scopel, Wanderlã Luis
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-2091-8121
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1465127043013658
dc.contributor.referee3Oliveira, Osmair Vital de
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-9463-2567
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3019137922691272
dc.contributor.referee4Cuya Guizado, Teobaldo Ricardo
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-3908-8076
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8371827192990091
dc.date.accessioned2025-09-15T20:07:31Z
dc.date.available2025-09-15T20:07:31Z
dc.date.issued2025-04-02
dc.description.abstractThis dissertation is a theoretical study of the effect of a magnetic field on a coupled of graphene and copper, with the objective to separate the modeled nanostructures. Initially, 14 molecules of polycyclic aromatic hydrocarbons were evaluated as models to represent graphene nanostructures: benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, benz[a]anthracene, tetracene, triphenylene, perylene, benzo[a]pyrene, benzo[e]pyrene, benzo[ghi]perylene, and coronene. Through computational analyses, properties such as energetic band gap, chemical potential (µ), chemical hardness (η), electronic occupation number (NOe), and theoretical Raman spectra were investigated. The results obtained were compared with experimental data from the literature, and coronene (Crn) was identified as the most suitable model to simulate graphene in theoretical studies. The Crn model was complexed with nanocrystals of copper (Cu) and nickel (Ni), metals commonly used in the production of graphene by the Chemical Vapor Deposition (CVD) method. The Crn/Cu coupled showed higher adsorption energy compared to the Crn/Ni coupled, indicating a weaker interaction between coronene and copper. Based on this result, the simulation of the magnetic field was performed only with the Crn/Cu coupled. Using the ORCA 5.0.4 software, computational calculations were performed with the B3LYP functional with the 6-31G* basis set, to simulate the application of magnetic fields with intensities varying from 0 T to 20 T. The results demonstrated that increasing the magnetic field in the Crn/Cu coupled leads to a significant increase in the adsorption energy between copper and graphene. This effect suggests that the application of magnetic fields can be a promising strategy to promote the controlled separation between graphene and copper, paving the way for the production of high-quality graphene monolayers with greater efficiency. This study contributes significantly to the understanding of the interaction between graphene and transition metals under the influence of magnetic fields. The results obtained provide valuable insights for the development of more efficient methods of separating graphene and copper, which can drive advances in the production of electronic devices and other graphene-based applications
dc.description.resumoEste trabalho se trata de um estudo teórico do efeito de um campo magnético em um acoplado de grafeno e cobre, com objetivo de separar as estruturas modeladas. Inicialmente, foram avaliadas 14 moléculas de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos como modelos para representar nanoestruturas de grafeno: benzeno, naftaleno, antraceno, fenantreno, pireno, criseno, benzantraceno, tetraceno, trifenileno, perileno, benzo[a]pireno, benzo[e]pireno, benzo[ghi]perileno e coroneno. Através de análises computacionais, foram investigadas propriedades como band gap energético, potencial químico (µ), dureza química (η), número de ocupação eletrônica (NOe) e espectros Raman teóricos. Os resultados obtidos foram comparados com dados experimentais da literatura, e o coroneno (Crn) foi identificado como o modelo mais adequado para simular o grafeno em estudos teóricos. O modelo de Crn foi acoplado com nanocristais de cobre (Cu) e níquel (Ni), metais comumente utilizados na produção de grafeno pelo método Chemical Vapor Deposition (CVD). O complexo Crn/Cu apresentou maior energia de adsorção em comparação com o complexo Crn/Ni, indicando uma interação mais fraca entre o coroneno e o cobre. Com base nesse resultado, a simulação do campo magnético foi realizada apenas com o acoplado Crn/Cu. Utilizando o software ORCA 5.0.4 foram realizados cálculos computacionais com o funcional B3LYP com a base 6-31G*, para simular a aplicação de campos magnéticos com intensidades variando de 0 T a 20 T. Os resultados mostraram que o aumento do campo magnético no acoplado Crn/Cu leva a um aumento significativo na energia de adsorção entre o cobre e o grafeno. Esse efeito sugere que a aplicação de campos magnéticos pode ser uma estratégia promissora para promover a separação controlada entre o grafeno e o cobre, abrindo caminho para a produção de monocamadas de grafeno de alta qualidade com maior eficiência. Este estudo contribui significativamente para a compreensão da interação entre grafeno e metais de transição sob a influência de campos magnéticos. Os resultados obtidos fornecem insights valiosos para o desenvolvimento de métodos mais eficientes de separação de grafeno e cobre, o que pode impulsionar avanços na produção de dispositivos eletrônicos e outras aplicações baseadas em grafeno
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20379
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
dc.subjectGrafeno
dc.subjectCobre
dc.subjectCampo magnético
dc.subjectQuímica computacional
dc.subjectTeoria Funcional da Densidade (DFT)
dc.subjectGraphene
dc.subjectMagnetic field
dc.subjectCopper
dc.subjectComputational chemistry
dc.subjectDensity functional Theory
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleEfeito do campo magnético em um acoplado de grafeno e cobre : um estudo in silico
dc.title.alternativeEffect of magnetic field on a coupled of graphene and copper : an in silico study
dc.typemasterThesis
foaf.mboxalberto.vanny93@gmail.com
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