Banca de QUALIFICAÇÃO: ACASSIO ROCHA SANTOS

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : ACASSIO ROCHA SANTOS
DATA : 15/12/2016
HORA: 13:00
LOCAL: SALA 3F1
TÍTULO:

O estudo teórico de clusters metálicos tem despertado um interesse considerável devido à possibilidade de criar novas ligas de materiais em nanoescala, as chamadas "nanoligas", cujo estudo teórico desempenha um importante papel na ciência de materiais. Dentre seus objetivos mais importantes são: prever a estabilidade das estruturas, seus modos de crescimento e auxiliar na interpretação de medidas espectroscópicas e outras medições experimentais. Um grande número de métodos foi relatado nos últimos anos para a otimização do mínimo global de grupos atômicos e moleculares, sendo o algoritmo genético (GA) um dos métodos mais utilizados atualmente. O GA com a implementação do potencial Gupta tem se mostrado eficiente na busca de soluções “ótimas” em problemas de otimização de clusters metálicos. O método do algoritmo genético baseia-se em princípios relacionados a processos evolutivos e em operadores inspirados na Teoria da Evolução e na Genética, isto é, na recombinação, mutação e seleção natural. Em um dos trabalhos desenvolvidos para essa dissertação abordamos o estudo de clusters bimetálicos Al_xLi_y, Al_xNa_y e Al_xK_y (x+y ≤ 55) por meio do método do Algoritmo Genético com a implementação do potencial Gupta. Com a finalidade de elevar a eficiência do GA, introduzimos mais dois operadores: o aniquilação e o história. Em outro trabalho, realizamos estudos com um novo algoritmo genético quântico (Q-GA) para pequenos sistemas de clusters  Na_xLi_y  com (x+y ≤ 10). O Q-GA apresenta maior eficiência na busca do mínimo global em relação ao GA com o potencial Gupta, pois o primeiro utiliza método quântico enquanto o segundo usa um método clássico. Por ser mais preciso, o Q-GA possui uma abrangência menor. Ao compararmos as estruturas obtidas por meio do GA com potencial Gupta para clusters de alumínio puro com resultados recentes da literatura, verificamos que as geometrias obtidas para os sistemas Al₂, Al₃, Al₆, Al₈, Al₉, Li₅, Li₆, Li₇, Al₁Li₅, Al₁Li₇ e Al₁Li₈, foram muito semelhantes àquelas obtidas por meio de cálculos de funcional de densidade e ab initio [como CCSD(T)]. No segundo trabalho, foram realizados cálculos topológicos a partir da Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM) para as estruturas Na₁Li₅, Na₂Li₄, Na₃Li₃, Na₄Li₂ e Na₅Li₁ obtidas pelo Q-GA. Observamos que não há ligação direta entre os átomos e sim, de forma indireta, através de pseudoátomos, os quais são definidos apenas na QTAIM. Também verificamos, por meio da análise de gráfico da superfície de isodensidade, que a concentração de densidade de carga na camada de valência (VSCC) está localizada entre os átomos de lítio, demonstrando assim que a ligação Li-Li apresenta caráter covalente mais forte que as ligações Li-Na, presentes nas estruturas analisadas. Para o sistema Na₅Li₁, não foi observada formação de VSCC na superfície de isodensidade, uma vez que ele apresenta apenas um átomo de lítio na estrutura. Nessa situação a carga está distribuída de forma homogênea ao longo dos átomos do sistema.

PALAVRAS-CHAVES:

Genetic algorithm, Gupta potential, clusters, QTAIM

PÁGINAS: 78
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Química
SUBÁREA: Físico-Química
ESPECIALIDADE: Química Teórica
RESUMO:

The theoretical study of metal clusters has attracted considerable interest due to the possibility of creating new alloys from materials in nanoscale, the so-called "nanoalloys", whose theoretical research has an important role in the materials science. Some of its most relevant objectives are: to predict of stability in structures, their growth modes and to assist in the interpretation of spectroscopic and other experimental measures. A great number of methods were reported in the last few years regarding the effective global optimization of atomic and molecular systems, where  the genetic algorithm (GA) is currently one of the most used methods . The GA method, altogether with the implementation of the Gupta potential, has become efficient in the search for “optimal” solutions regarding optimization problems of metallic clusters. This GA method is based in principles related to evolutionary processes and operators inspired by the Theory of Evolution and Genetics, i. e., by recombination, mutation and natural selection. In a previous work developed for this Master’s dissertation we approached the study of AlxLiy, AlxNay and AlxKy bimetallic clusters (x + y ≤ 55) through the Genetic Algorithm method with the implementation of Gupta potential. Two operators were used in the attempt of improving the GA efficiency: history and annihilation. In another work, we performed studies with a new quantum genetic algorithm (Q-GA) for small cluster systems Na_xLi_y with (x + y ≤ 10). The Q-GA presents greater efficiency in search of the global minimum in relation to GA with the potential Gupta since the former uses quantum method while the latter uses a classical method.  The Q-GA is less comprehensive than GA because it is more precise. When comparing pure aluminum clusters from the structures obtained by the Gupta potential GA and those from recent results in the literature, we observed that the GA geometries  resembled those obtained by density functional calculations and ab initio [such CCSD(T)]. In the second work, topological calculations were performed by the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM) for the Na₁Li₅, Na₂Li₄, Na₃Li₃, Na₄Li₂ and Na₅Li₁ structures obtained by Q-GA. We verified that there is no direct connection between the atoms rather there is an indirect bond through pseudo-atoms, exclusively defined in QTAIM. We noticed that the analysis of isodensity surface graph the of valence shell charge concentration (VSCC) is located between the lithium atoms. Then we demonstrated that unlike Li-Na bond the Li-Li bond presents a covalent character. The formation of VSCC was not observed on the isodensity surface for Na₅Li₁ system, since it has only one lithium atom in the structure. In this situation, the charge is uniformly distributed throughout the atoms of the system.

MEMBROS DA BANCA:
Externo ao Programa - 1715109 - DANIEL DE LIMA PONTES
Interno - 1859346 - MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA