Abstrato

Comparações entre simulação experimental e computacional de imagens HR-TEM em óxido de grafeno

JJPrias-Barragan, LM Mej´Ã„±a-Mendoza, M.Velasco, JD Perea, A. Aspuru-Guzik, C.Acosta Minoli

O Óxido de Grafeno (GO) tem sido amplamente empregado em uma ampla gama de aplicações, desde eletrônica flexível até armazenamento de energia. No entanto, uma tentativa de relacionar simulações experimentais e computacionais de imagens HR-TEM não foi explorada a partir de uma abordagem atomística. Este trabalho conduziu comparações entre simulações experimentais e computacionais de imagens HRTEM em GO, usando simulações de dinâmica molecular e um potencial de muitos corpos. Nós projetamos um procedimento de aquecimento-têmpera em uma região termodinâmica para estudar uma amostra de 7.479 arranjos atômicos produzidos em diferentes densidades, taxas de têmpera e usando células unitárias de grafeno como estruturas precursoras. Os experimentos HR-TEM foram realizados em escala de 5 nm. Todas as amostras simuladas foram caracterizadas numericamente através do cálculo dos volumes livres, áreas de superfície, funções de distribuição radial e fatores de estrutura. Nós achamos particularmente útil como a energia potencial reativa poderia desordenar a estrutura do GO. Foi possível identificar as formações de padrões atomísticos de pontes hidroxila e epóxi em GO. Os padrões de difração de elétrons experimentais e simulados exibiram estruturas policristalinas com interações de primeiro e segundo vizinhos, e uma coincidência de 64,68% entre desvios-padrão/relações médias obtidas da análise de histograma. Esses resultados sugerem que nosso cálculo, baseado no potencial reativo, é compatível com dados experimentais disponíveis e potenciais aplicações de materiais GO de alto desempenho em eletrônica. Nesse caso, nosso cálculo é uma escolha confiável para produzir estruturas GO com baixo custo computacional.