ESTUDO DE PROPRIEDADES ESTRUTURAIS, ELETRÔNICAS E MAGNÉTICAS DE CLUSTERS DE Rh13, Pd13 E Pt13 / STUDY OF STRUCTURAL, ELECTRONIC AND MAGNETIC PROPERTIES OF Rh13, Pd13 AND Pt13 CLUSTERS

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Neste trabalho realizou-se o estudo de clusters de Rh13, Pd13 e Pt13, através de um estudo teórico utilizando métodos de primeiros princípios. Procurou-se entender aspectos relacionados à estabilidade e ao momento magnético desses sistemas. Um teste da metodologia adotada foi realizado calculando-se as propriedades estruturais e eletrônicas dos bulk de Rh, Pd e Pt, com o estudo do parâmetro de rede de equilíbrio, bulk modulus, energia de coesão e densidade de estados (DOS). Estes resultados serviram ainda de referência para o estudo dos clusters. Para o estudo das propriedades dos clusters buscou-se inicialmente as estruturas atômicas de mínima energia desses sistemas. Aplicou-se uma estratégia baseada em cálculos de dinâmica molecular de altas temperaturas, que foi complementada com a inclusão de estruturas de alta simetria ou que possuíssem similaridade às estruturas propostas na literatura. Obteve-se de 25 a 40 estruturas para cada um dos clusters de Rh13, Pd13 e Pt13. Para Rh13 e Pd13 encontrou-se como estruturas mais estáveis as mesmas reportadas como mais estáveis na literatura, mas para Pt13 obteve-se uma nova estrutura, ainda não reportada. Observou-se padrões estruturais no conjunto total de clusters obtidos, incluindo estados fundamentais e os de mais alta energia, tais como: (i) estruturas mais empacotadas, (ii) estruturas cúbicas mais abertas, (iii) estruturas em camadas e (iv) estruturas de baixa simetria. As estruturas obtidas como sendo as mais estáveis para Rh13, Pd13 e Pt13 mostram que o aumento da importância dos estados d para as ligações dos clusters leva a estruturas de baixa simetria e menores fatores de empacotamento. Aplicou-se o conceito de número de coordenação efetivo (ECN) para obtenção do número de coordenação e do comprimento médio de ligação dos clusters. O estudo do momento magnético resultou em valores que possuem ótima concordância com trabalhos da literatura. Constatou-se também a dependência não-linear do momento magnético em relação ao comprimento de ligação médio. As altas densidades de estado no nível de Fermi obtidas mostraram, ao mesmo tempo, a existência de grandes valores de momento magnético e baixa estabilidade energética para os clusters, seguindo o Critério de Stoner. A decomposição da DOS auxiliou na constatação da maior contribuição dos estados d, confirmando assim uma característica bem estabelecida para metais de transição. Por fim, a obtenção de freqüências vibracionais positivas para todo o conjunto de estruturas obtidas revelou que estas constituem mínimos locais. As análises de comprimento médio de ligação, momento magnético, freqüências vibracionais, DOS e número de coordenação efetivo mostraram que as estruturas resultantes obtidas seguem um padrão estrutural que depende da ocupação dos estados d da camada de valência.

ASSUNTO(S)

clusters momento magnético clusters fisica magnetic moment estabilidade energética energetic stability

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