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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Estudos teóricos sobre difusão de prata metálica em óxidos ternários induzida por irradiação eletrônica
Title Alternative: Theoretical studies on the diffusion of metallic silver in ternary oxides induced by eletronic irradiation
Author: Pinheiro, André Rodrigues, 1991-
Advisor: San Miguel Barrera, Miguel Angel, 1968-
Abstract: Resumo: Nos últimos anos, observou-se o crescimento de nanopartículas de prata metálica nas superfícies do alfa Ag2WO4 induzida pela irradiação de um feixe de elétrons sob microscópio eletrônico. Esses experimentos geraram grande interesse no entendimento das interações elétron/matéria, levando a uma corrida para o entendimento do processo que ocasiona essas transformações. Neste intuito, nós analisamos teoricamente a reposta dos materiais Beta-Ag2WO4 e Ag3PO4 de quando os mesmos são irradiados. Esse estudo teórico aplicou a teoria do funcional de densidade (DFT) conforme o implementado no código VASP para modelar a estrutura cristalina do Ag3PO4 e beta-Ag2WO4 e buscar compreender os efeitos ocasionados pela irradiação eletrônica responsável pelo crescimento de nanoestruturas de prata observada experimentalmente. Para alcançar este objetivo, as estruturas das superfícies mais comuns do fosfato de prata e da fase metaestável da família dos tungstatos foram calculadas e comparadas. As principais características que tornaram a superfície (110) mais susceptível ao crescimento de nanoestruturas de prata foram identificadas e permitiram estabelecer uma metodologia para empregar em demais óxidos ternários. Essas propriedades demonstram que os átomos de prata presentes na superfície (110) do Ag3PO4 é mais susceptível a iniciar o mecanismo de difusão de átomos de prata, devido a maior densidade de átomos de prata e a mesma apresentar uma concentração mais efetiva de poliedros subcoordenados. Além de demonstrar que os valores de carga efetiva média dos átomos de prata superficiais da (110), estão significativamente mais reduzidos que os das superfícies (100) e (111). Esta mesma metodologia proporcionou resultados semelhantes para algumas superfícies do beta-Ag2WO4 . Todavia, outras superfícies apresentaram características divergentes. A principal destas divergências se trata da capacidade de difusão dos átomos de prata mais superficiais da (011), a qual apresentou uma barreira de energia de aproximadamente 0,44 eV. Ademais, o feixe de elétrons ocasiona transformações nos poliedros de prata que proporciona a formação de defeitos estruturais e ocasionam a redução mais significativa dos átomos de prata das superfícies (100) e (001)

Abstract: In recent years, the growth of metallic silver nanoparticles on alfa-Ag 2 WO 4 surfaces induced by the irradiation of an electron beam under the electron microscope has been observed. These experiments generated great interest in the understanding of electron/matter interactions, leading to a race to understand the process that causes these transformations. To this end, we theoretically analyze the response of materials Ag3PO4 and beta-Ag2WO4 give when they are irradiated. This theoretical study applied the density functional theory (DFT) as implemented in the VASP code to model the crystal structure of Ag 3 PO 4 and beta -Ag 2 WO 4 and try to understand the effects caused by electron irradiation responsible for the growth of experimentally observed silver nanostructures. To achieve this goal, the structures of the most common silver phosphate surfaces and the meta-stable phase of the tungstate family were calculated and compared. The main characteristics that made the surface (110) more susceptible to the growth of silver nanostructures were identified and allowed to establish a methodology for use in other ternary oxides. These properties demonstrate that the silver atoms present on the surface (110) of Ag3PO4 is more likely to initiate the silver atom diffusion mechanism due to the higher density of silver atoms. silver and it has a more effective concentration of sub-coordinated polyhedras. In addition to demonstrating that the average effective charge values of the surface silver atoms of (110) are significantly lower than those of surfaces (100) and (111). This same methodology provided similar results for some beta-Ag2WO4 surfaces. However, other surfaces exhibited divergent characteristics. The main one of these divergences is the diffusion capacity of the most superficial silver atoms of (011), which presented an energy barrier of the order of 0.44 eV. In addition the electron beam causes transformations in the silver polyhedra which causes the formation of structural defects and causes the most significant reduction of the silver atoms of the surfaces (100) and (001)
Subject: Nanopartículas de prata
Difusão
Feixes de elétrons
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: PINHEIRO, André Rodrigues. Estudos teóricos sobre difusão de prata metálica em óxidos ternários induzida por irradiação eletrônica. 2020. 1 recurso online ( 166 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/344193. Acesso em: 4 Nov. 2020.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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