Estudo das propriedades de filmes finos de hidróxido ftalocianina de alumínio e de dissulfeto de molibdênio hidrogenado por primeiros princípios.

Abstract

Neste trabalho investigamos, por meio de cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade, dois problemas independentes: a formação de filmes finos de Hidróxido Ftalocianina de Alumínio (AlOHPc) e a hidrogenação parcial de monocamadas de Dissulfeto de Molibdênio MoS2. O primeiro trabalho teve como principal motivação explicar os resultados experimentais que mostraram um comportamento diferente do esperado para os filmes finos de AlOHPc depositados a partir da técnica de spin-coating. Os resultados mostraram um deslocamento hipsocrômico no espectro de absorção do filme e a difração de Raios X mostrou que ocorre uma distância interplanares no filme fino. Inicialmente caracterizamos a molécula monomérica e, em seguida, calculamos o espectro de absorção, orbitais moleculares e estados excitados da molécula. Posteriormente, foram feitos diversos cálculos para diferentes dimerizações com o objetivo de encontrar a possível agregação dos filmes experimentais. Os espectros de absorção para o monômero e dímeros foram comparados como equivalentes aos espectros da solução e filme fino, respectivamente. Resultados mostraram que o monômero possui uma maior contribuição eletrônica HOMO para LUMO, com uma alta intensidade no espectro de absorção. Para os diferentes tipos de agregados foi calculado um blue shift no espectro de absorção, concordando com os resultados experimentais. Por fim, foram feitas simulações de diferentes configurações cristalinas assim como cálculo da difração de Raios X dessas cristalizações. O segundo trabalho também teve como motivação resultados experimentais nos quais mono- e multi-camadas de MoS2 são submetidas a pressões em meios ricos em moléculas de H2O. Isso acontece, por exemplo, em experimentos de Microscopia de Força Atômica (AFM) - nesse caso, um campo elétrico também pode ser aplicado e o comportamento eletrônico da amostra monitorado via medidas de injeção de carga. Na etapa inicial de aplicação de força, grupos -H podem ser gerados próximos à superfície do material podendo assim interagir com a superfície do MoS2 . Procuramos, mais especificamente, por transições no comportamento eletrônico que possam ser detetadas na caracterização da amostra por Microscopia de Força Elétrica. Nossos resultados mostram uma transição semicondutor-metal reversível que é compatível com os resultados experimentais obtidos.