Faça o download da tese completa na versão em PDF - A Biblioteca ...

Capítulo 4
Nanofios de Ouro (Au)
Muitos estudos sobre NWs [10] foram realizados nos últimos 20 anos. NWs é uma designação
bastante genérica, pois esta atribuição engloba diversos arranjos atômicos estruturais que podem
ir desde um simples arranjo de cadeias atômicas [9,15,60] até estruturas mais complexas
como nanofios de multi-camadas [61, 62]. Do lado experimental a técnica de High Resolution
Transmission Electron Microscopy (HRTEM), ao contrário de outras técnicas (Scanning
Tunneling Microscopy (STM) [60] e Mechanically Controllable Break Junction (MCBJ) [59]),
permite a visualização em tempo real da formação dos NWs.
Com a simulação pode ser realizada uma análise tri-dimensional da estrutura no tempo.
Para incorporar alguns dos aspectos do experimento são necessários métodos que permitam
trabalhar com algumas centenas de átomos e o potencial deve descrever bem pelo menos o
rompimento entre átomos. Por se tratar de metais de transição a escolha de um método ab
initio não é a mais indicada por tratar um número limitado de átomos, visto a disponibilidade
computacional atual. Métodos baseados nos métodos de átomo embebido (EAM) têm se
mostrado divergente dos resultados experimentais atuais, como por exemplo a figura 4.1 onde
pode ser observado a formação de um nanofio com 50 Å de comprimento [63,64], o que ainda
não foi observado experimentalmente. Em função desses aspectos escolhemos um potencial
tight-binding baseado na aproximação nos segundos momentos (seção 2.3).
Simulações de NWs com ∼500 átomos e ∼100.000 passos em um computador Pentium
4 com 1 GB de memória ram atual levam ∼ 45 minutos para serem feitos, alongando até
o rompimento a uma taxa de 1Å/ps. Com a ajuda das rotinas na linguagem BASH no
ambiente unix-like (Linux) [65] foi possível gerar várias simulações com uma estrutura inicial
de átomos de Au, para verificar a formação de cadeias atômicas lineares suspensas (LACs).
Para incorporar o aspecto estatístico e algumas condições experimentais variamos a taxa de
alongamento da estrutura, temperaturas iniciais e finais e a distribuição inicial das velocidades
para cada direção cristalográfica ([100], [110] e [111]) de alongamento. Entendemos que para
cada conjunto de ajustes das condições anteriormente citadas temos uma simulação de caráter
29