Propriedades eletrônicas, ópticas e termodinâmicas de nanobelt de carbeto de silício

Abstract

Recentemente, um nanobelt de carbono, nomeado de (12)ciclofenaceno foi sintetizado. Neste trabalho, nós propomos um nanobelt de carbeto de silício (SiC Nanobelt) derivado do (12)ciclofenaceno com uma fórmula molecular 𝐶24𝑆𝑖24𝐻24. Nós relatamos os resultados das propriedades eletrônicas, ópticas e termodinâmicas deste nanobelt teórico de carbeto de silício e sua possível síntese. As simulações foram feitas usando o 𝐷𝑀𝑜𝑙3, que é um pacote que usa a teoria do funcional da densidade para calcular as propriedades quânticas das moléculas com alta qualidade. Foi empregada as aproximações LDA e GGA com os funcionais PWC e PBE. Em nossos cálculos, usamos os conjuntos de base numéricas com duplas (DNP) e triplas (TNP) polarizações. Depois de uma otimização completa da geometria, nós encontramos que o SiC Nanobelt tem uma binding energy estimada em −12, 301 Ha. É uma molécula com estrutura estável que tem característica de um semicondutor com um gap estimado de 2, 15 eV na base TNP com o funcional 𝐺𝐺𝐴/𝑃𝐵𝐸. Obtemos as propriedades ópticas do SiC Nanobelt que absorve na região do visível com um comprimento de onda de aproximadamente 510 nm. As propriedades termodinâmicas como a entropia, entalpia, capacidade calorífica e a energia livre de Gibbs são também reportadas. A energia livre de Gibbs indica que acima de 720𝐾 ocorre uma reação espontânea. Esta reação espontânea sugere uma possível síntese do nanobelt de carbeto de silício.