Estudio DFT de modelos de óxido de grafeno

NICOLÁS DOMANCICH; ANA ROSSI; LORENA MEIER; FUENTE SILVIA A; N. CASTELLANI

Santa Fe

Congreso; 104a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2019

Asociación Física Argentina

En la actualidad, uno de los metodos mas utilizados para producir laminas de grafeno con nes tecnologicos sebasa en la reduccion de laminas de oxido de grafeno (GO) mediante metodos termicos o qumicos. Si bien dichomaterial no tiene una estructura periodica perfectamente denida ni corresponde a una estequiometra exacta,en general se acepta que las laminas de GO muestran principalmente grupos oxigenados epoxi e hidroxilo en losplanos basales. En el presente trabajo se estudio teoricamente la estabilidad y las propiedades estructurales devarios modelos de GO, los cuales presentan distintos numeros de grupos oxigenados. Los calculos se realizaronen el marco de la teora del funcional de la densidad (DFT), empleando el programa VASP (Vienna Ab-initioSimulation Program), y se utilizo un modelo periodico, con una celda hexagonal 5x5x1 y un espacio vaco enla direccion normal al GO. En primer lugar, se examinaron las propiedades de distintos modelos GO3, con tresgrupos epoxi, dispuestos segun distintas conguraciones. Luego, se agregaron dos grupos epoxi adicionales paraas obtener las estructuras GO5. Por otro lado, tambien se estudiaron las propiedades de modelos de GO contres y cinco grupos hidroxilos, G(OH)3 y G(OH)5, respectivamente. Se calculo la energa de formacion para laincorporacion de epoxis e hidroxilos al grafeno, Eform, en los distintos modelos estudiados, y se observo que losvalores obtenidos de Eform corresponden a procesos exotermicos. Cabe destacar que la magnitud de Eform paraepoxis es alrededor de 1 eV mayor que para los hidroxilos, lo que indica que el anclaje de un atomo de O esmas favorecido que el de un grupo hidroxilo. La magnitud de Eform expresada en forma normalizada por grupooxidante, en el caso de los grupos funcionales epoxi, aumenta en 0,3 eV cuando el numero de epoxis cambia de1 a 3 y luego disminuye en promedio 0,1 eV cuando dicho numero cambia de 3 a 5. Ademas, en el caso gruposfuncionales hidroxilo, el valor normalizado de /Eform/ aumenta 0,4 eV cuando el numero de hidroxilos cambiade 1 a 3 y luego disminuye a menos de 0,1 eV cuando dicho numero cambia de 3 a 5. Como conclusion genera