Modelo de ligações para estruturas de BCN.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Coutinho, Marcelo Thiago Mendes
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
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Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Simulação por computador
Método de Monte Carlo
Boro
Carbono
Nitrogênio
Link de acesso: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20369
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Modelo de ligações para estruturas de BCN.Simulação por computadorMétodo de Monte CarloBoroCarbonoNitrogênioPrograma de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.Neste estudo, foram feitos cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade em estruturas do tipo blenda de zinco formada por átomos de Boro, Carbono e Nitrogênio, afim de determinar as energias destes sistemas. Posteriormente, tais energias foram utilizadas para a elaboração de um modelo capaz de determinar a energia total de um sistema a partir da quantidade de cada tipo de ligação (α−β, α,β=B, C, N) na estrutura. Este modelo tem um custo computacional muito menor que os cálculos de primeiros princípios e permite o uso do método de Monte Carlo para analisar as estabilidades de estruturas compostas por átomos de B, C e N com diferentes estequiometrias e a variadas temperaturas. O modelo prevê para baixas temperaturas a segregação das fases diamante e nitreto de boro cúbico, dando origem à interfaces entre essas duas fases. Para temperaturas muito altas, o modelo prevê a mistura dessas fases com quantidades mais próximas de ligações B-N, B-C, C-C e C-N. Usamos o método de Monte Carlo para investigar o efeito da temperatura nas estruturas das interfaces e, futuramente, vamos estudar suas propriedades eletrônicas usando teoria do funcional da densidade.In this study, first-principles calculations based on density functional theory were performed on zinc blend-type structures formed by Boron, Carbon, and Nitrogen atoms to determine the energies of these systems. Subsequently, these energies were used to develop a model capa- ble of determining the total energy of a system based on the quantity of each type of bond (α − β, α,β=B, C, N) in the structure. This model has a much lower computational cost than first-principles calculations and allows for the use of the Monte Carlo method to analyze the stabilities of structures composed of B, C, and N atoms with different stoichiometries and at various temperatures. With the constraint that structures with equal amounts of B and N do not have high-energy homopolar B-B and N-N bonds, the model predicts the segregation of dia- mond and cubic boron nitride phases at low temperatures, leading to interfaces between these two phases. For very high temperatures, the model predicts the mixing of these phases with equal amounts of B-N, B-C, C-C, and C-N bonds. The next steps will involve using the Monte Carlo method, already implemented, to investigate the effect of temperature on the structures of the interfaces and subsequently studying their electronic properties using density functional theory.Batista, Ronaldo Junio CamposOliveira, Alan Barros deBatista, Ronaldo Junio CamposMoraes, Elizane Efigenia deGonçalves, Juliana AparecidaCoutinho, Marcelo Thiago Mendes2025-06-24T19:58:54Z2025info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCOUTINHO, Marcelo Thiago Mendes. Modelo de ligações para estruturas de BCN. 2025. 75 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2025.https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20369ark:/61566/001300000kh2dAttribution 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 12/06/2025 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2025-06-24T19:58:58Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/20369Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332025-06-24T19:58:58Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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