Nesta tese são realizados cálculos ab initio, com o formalismo da Teoria do Funcional da
Densidade (DFT), para investigar as propriedades eletrônicas e ópticas, e as estabilidades
estrutural e energética de vários sistemas nanotubulares de quiralidade zig-zag (5,0) e arm-
chair (5,5). Em primeiro lugar, os protótipos nanotubulares de parede única CB , CN e BN
de configurações zig-zag e armchair são consideradas para determinar a estabilidade ener-
gética dos sistemas e calcular suas propriedades eletrônicas e estruturais. A identificação da
natureza semicondutora dos nanotubos BNNT nos inspirou a realizar adsorção do átomo de
hidrogênio e molécula diatômica ( H 2 , O 2 , N 2 , CO , N O ) e triatômica ( CO 2 , N O 2 ) em suas
versões zig-zag e armchair. No proximo momento, estudamos o encapsulamento do átomo
e moléculas supracitados nas versões (9,0) e (5,5). Os cálculos DFT forneceram dados sobre
a estabilidade energética, densidade de estados (DOS), estrutura de bandas e viabilizou os
cálculos das propriedades de transporte e óptica. Foram analisados três tipos de nanotubos
nas versões zig-zag e armchair constituı́dos com carbono-boro (CBNT), carbono-nitrogênio
(CNNT) e boro-nitrogênio (BNNT). O estudo acima nos permite entender o impacto do di-
âmetro e da quiralidade na energia de ligação, na estabilidade estrutural, e nas propriedade
eletrônicas dos protótipos nanotubulares. Os resultados mostram que todos CBNTs são de
caracterı́stica metálica, independentemente da quiralidade, enquanto o aspecto metálico é
predominante no CNNT. Os resultados evidenciam que os BNNTs possuem propriedades
semicondutoras com pequeno gap de energia no nı́vel de Fermi para n ≥ 5 . Todos os nano-
tubos apresentam-se mais estáveis, estruturalmente e energeticamente, para as estruturas
com maiores diâmetro. As adsorções de átomo e moléculas, mencionadas anteriormente,
foram feitas no sitio do nitrogênio e do boro do nanotubo. Examinamos os resultados dos
parâmetros estruturais, energias de ligação e comprimentos de ligação intramolecular das
adsorções, onde todas as estruturas demonstraram estabilidade. Os gaps das bandas fo-
ram analisados para compreender as propriedades de adsorção dos complexos. Além disso,
estruturas de banda de densidade de estados (DOS) e contagens de transferência de densi-
dade de carga também são realizados. Entre todas os adsorbatos, a adsorção do átomo de
hidrogênio em ambas as versões dos BNNT demonstra a maior estabilidade. As adsorções
afetaram o gap, como observado nas estruturas de bandas, nas densidade de estados e na
transmitância quântica. O encapsulamento do átomo e moléculas, mencionado acima, em
BNNTs (5,5) e (9,0), também apresentaram estabilidade estrutural. Os resultados mos-
tram que o composto N O 2 -BNNT é o mais estável dentre todas as moléculas encapsulados.
Quando o BNNT confina o átomo de hidrogênio e as moléculas O 2 , N O e N O 2 , ele passa
por uma transição do estado semicondutor para metálico. Essa transição é mostrada nas
estruturas de bandas, na densidade de estados e transmitância quântica, onde o gap de
energia no nı́vel de Fermi é modificado. Verificamos também a transferência de cargas
entre BNNTs e o átamo/moléculas nas adsorções e no encapsulamentos. As propriedades
ópticas dos sistemas foram abordadas por meio da determinação da função dielétrica.
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