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Title: Termodinámica y defectos de los bordes doblados engrafeno
Authors: Bustamante Pineda, Joana Cecibel
Director: Ontaneda Rojas, Jorge Eduardo
Keywords: Ecuador.
Tesis digital.
Issue Date: 2021
Citation: Bustamante Pineda, J. C. Ontaneda Rojas, J. E. (2021) Termodinámica y defectos de los bordes doblados engrafeno [Tesis de Posgrado, Universidad Técnica Particular de Loja]. Repositorio Institucional. https://dspace.utpl.edu.ec/handle/20.500.11962/28131
Abstract: Abstract: Topological Stone-Wales (SW) defects can significantly affect the chemical, mechanical and electronic properties of graphene and similar carbon frameworks. Yet, thermodynamics and kinetics of SW defects in these nanomaterials are not fully understood. Here, we report the formation energies of SW defects in graphene, carbon nanotubes (CNTs), and folded graphene, using computer simulations based on density functional tight-binding (DFTB) and interatomic potential methods, supported by density functional theory (DFT) modelling where possible. According to our DFTB simulations, the formation energy of the SW defects in graphene is 5.11 eV which compares very well to that predicted by DFT, 4.96 eV. These values, however, are likely to be affected by the size of the slab used in the simulations, so an analytical expression was developed to calculate the formation energy for an isolated SW defect on graphene, which was estimated as 4.77 eV using DFTB data. Our DFTB results also indicates that the formation energy of SW defects on CTNs is strongly dependant on the structural properties of the tubes and the orientation of the defect. Finally, interatomic potential calculations predict that SW defects at the folded edges of folded graphene are more stable than at the graphite by up to 3.4 eV for one-fold and up to 1.4 for two-folds, which indicates that these defects tend to segregate in the arched structures in folded graphene.
Description: Resumen: Los defectos topológicos Stone-Wales afectan significativamente las propiedades químicas, mecánicas y electrónicas del grafeno y derivados. Actualmente, la termodinámica y cinética de estos defectos en dichos nanomateriales no se entienden completamente. Este trabajo reporta las energías de formación de estos defectos en grafeno, nanotubos de carbono y grafeno doblado, empleando simulaciones basadas en métodos DFTB y potenciales interatómicos, respaldados en lo posible con simulaciones DFT. Según DFTB, la energía de formación de estos defectos en grafeno fue de 5.11 eV, concordando con el valor predicho por DFT, 4.96 eV. Este valor, sin embargo, parece depender del tamaño de celda, por lo que se desarrolló una expresión analítica con los resultados DFTB para calcular dicha energía del defecto aislado en grafeno; obteniendo 4.77 eV. DFTB también indica que estas energías, en nanotubos, dependen fuertemente de sus propiedades estructurales y del ángulo de orientación del defecto. Finalmente, los resultados con potenciales interatómicos muestran que estos defectos en el doblez del grafeno son más estables que en el grafito, con hasta 3.4 eV con un arco y hasta 1.4 eV cuando existen dos; indicando preferencia por los dobleces.
Identifier : Cobarc: 1348219
URI: https://bibliotecautpl.utpl.edu.ec/cgi-bin/abnetclwo?ACC=DOSEARCH&xsqf99=126448.TITN.
Type: masterThesis
Appears in Collections:Magíster en Química Aplicada



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