Abstrato

Biestabilidade em fios de Fe, Co e Ni no interior de nanotubos de carbono

Rodrigues RB, Diniz EM

O encapsulamento de nanofios por nanotubos de carbono é uma forma muito eficiente de proteger o nanofio de influências externas, como a oxidação. Além disso, permite produzir cadeias de átomos estritamente lineares se o nanotubo de carbono for demasiado estreito. Embora muitos estudos teóricos tenham sido realizados sobre este assunto, alguns têm em conta os efeitos da distorção de Peierls, que dimeriza a cadeia. Para contribuir para este tema, reportamos aqui cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional de densidade de nanofios de Fe, Co e Ni encapsulados por nanotubos de carbono estreitos em ziguezague ou em poltrona. As nossas descobertas prevêem que o nanofio de Fe tem uma configuração de energia mínima para uma geometria dimerizada e um mínimo local profundo para uma geometria não dimerizada. Verificámos também que o Co e o Ni têm uma configuração espaçada regular como a geometria de mais baixa energia, mas o nanofio de Co exibe um mínimo local para uma configuração dimerizada, cuja barreira de energia é independente do diâmetro e da quiralidade do nanotubo. Além disso, verificámos que todos os nanofios transferem eletrões para o nanotubo e os momentos magnéticos dos nanofios dimerizados são pelo menos 50% inferiores aos correspondentes para os não dimerizados. Em alguns casos existe um desaparecimento do momento magnético mesmo quando o nanofio não dimerizado tem um valor diferente de zero. Tais descobertas podem ajudar a prever as propriedades estruturais, eletrónicas e magnéticas dos nanofios encapsulados por nanotubos de carbono e fornecer uma visão sobre se as diferenças destas duas geometrias para os nanofios podem produzir dados detetáveis ??experimentais.