Neste trabalho, utilizou-se a teoria de espalhamento de Mie, aplicando a metodologia no cálculo da seção de choque de absorção de nanopartículas de prata com raio de 3 a 17 nm imersas em água. Para tanto, foram deduzidas as séries de Mie para seções de choque de extinção e espalhamento e foi simulado o espectro de absorção com o pacote MiePlot. As simulações mostraram uma intensa faixa no espectro de absorção com picos entre 384 e 396 nm e máxima eficiência para nanopartículas com raio de 9 nm, bem como desvio para o vermelho à medida que o raio das nanopartículas aumenta.

Os novos materiais funcionais, assim chamados porque não se encontram na natureza e são obtidos por técnicas de engenharia de materiais, possuem propriedades com as mais diversas aplicações na indústria optoeletrônica, mecânica, de energia, dentre outras. Um grupo desses novos materiais é o das perovskitas, as quais são de ocorrência rara na natureza, mas que recentemente têm despertado o interesse de diversos pesquisadores devido a diversas propriedades de interesse prático, tais como termoeletricidade, piezeletricidade, ferroeletricidade, (anti-)ferromagnetismo, transição metal-isolante, (Zubko, Gariglio, Gabay, et al, 2012) (Kimura, Goto, Shintani, Ishizaka, Arima, Tokura, 2003) (Hur, Park, Sharma, Ahn, Guha, Cheong, 2004), dentre outras.No grupo de perovskitas do tipo AMO3, um material que tem sido bem estudado é o BiMO3 (Behram et al, 2016). Os materiais formados por elementos de uma mesma coluna da tabela periódica costumam ter propriedades químicas semelhantes, o que sugere que seja possível formar um grupo de perovskitas do tipo AMO3 com os elementos das colunas III-V, onde A é um elemento da coluna V e M um elemento da coluna III. Alguns materiais desse grupo são SbMO3, modelado a partir do BiMO3 pela substituição do átomo de Bi por Sb.Nesse trabalho, foram conduzidos estudos teóricos através da modelagem computacional do cristal cúbico para os materiais SbMO3 (M = B, Al e Ga) com o objetivo de caracterizá-los com suas propriedades eletrônicas, ópticas e estruturais.Aplicando a Teoria do Funcional da Densidade, tal como está implementada no pacote computacional WIEN2k (Blaha, Schwarz, Madsen, Kvasnicka, Luitz, 2002), foi possível calcular a energia de formação do cristal e, a partir daí todas as propriedades de interesse: foi obtida a densidade de estados, a estrutura de bandas, o GAP óptico, a função dielétrica e as constantes elásticas.

Os compostos do grupo III-V têm sido estudados nas últimas quatro décadas devido às suas propriedades eletrônicas e ópticas que são de interesse da indústria. Por causa da possibilidade de ajuste dessas propriedades por meio do controle da composição de ligas, pode-se criar materiais com as características desejadas. Por exemplo, a conhecida liga ternária AlxGa1-xAs é usada na fabricação de laser semicondutores e guias de onda baseados em filmes finos.

Com o avanço na tecnologia de nanofabricação nas últimas duas décadas, os materiais nanoestruturados têm atraído a atenção de pesquisadores devido à suas propriedades físicas únicas, não presentes nos mesmos materiais em dimensões maiores. Tais materiais, em especial as nanopartículas, apresentam aplicações nos mais diversos campos de interesse da indústria, como na fabricação de dispositivos optoeletrônicos (Shirasaki et al., 2013). Nanopartículas de prata apresentam uma faixa de absorção intensa na região UV-Vis conhecida com banda de absorção de plásmon de superfície (SPAB, do inglês surface plasmon absorption band), que ocorre devido as oscilações coletivas dos elétrons na superfície. Em particular, para aplicações em dispositivos optoeletrônicos, em fotônica e no campo emergente da plasmônica, é essencial saber o comportamento óptico das nanopartículas e conhecer a SPAB.A SPAB de nanopartículas metálicas pode ser obtida pelo método de Mie (Mie, 1908), aplicado com sucesso ao estudo de nanopartículas de prata e ouro. Nessa teoria, a SPAB de nanopartículas esféricas são obtidas através do cálculo da seção de choque de extinção ou eficiência de extinção de nanopartícuas. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho é calcular a banda de absorção de plasmon de superfícies de nanopartículas de prata usando a soma completa da série de Mie para a seção de choque de extinção de partículas de prata esféricas numa gama de raios de 1 a 17 nm e simular o comportamento dessa banda.

Os novos materiais funcionais (assim chamados porque não se encontram na natureza,sendo obtidos por tecnologias de engenharia de materiais) constituem um importanteramo de pesquisa em ciência e engenharia de materiais por conta de sua aplicabilidadena indústria. Dentre esses materiais, os do grupo III-V da tabela periódica são os quetêm mais se destacado, como por exemplo o Nitreto de Gálio (GaN). Esses materiaispossuem uma característica especial que os tornam interessantes para aplicações emdispositivos optoeletrônicos: o gap.O gap é uma das propriedades mais importantes nos semicondutores, porque determinaa transição eletrônica entre os estados de energia, que é mediada principalmente pelaradiação eletromagnética (Rezende, 2014). Assim, o controle do gap dos materiaissemicondutores permite a criação de dispositivos como os lasers, células fotovoltaicas,detectores de radiação, entre outros. Um dos métodos utilizados para controlar o gap éatraveś da introdução de impurezas no material, num processo chamado de dopagem,em que há a inserção átomos de elementos diferentes daqueles que compõem a rede domaterial. De acordo com estudos teóricos recentemente publicados Dantas et al. (2008)e Silva et al. (2005), a inclusão de átomos de tálio (Tl) nesses materiais provoca adiminuição do gap. Estudos teóricos conduzidos anteriormente pelos autores tambémsugerem que a introdução de Tl em Arseneto de Alumínio (AlAs) provoca umadiminuição do gap, além de outras modificações nas propriedades eletrônicas eestruturais material. Dessa forma, isso o abre um novo campo de investigação nosubconjunto dos materiais III-V, pois a introdução de uma impureza, tal como Tl, podeser usada para controlar as propriedades desses materiais, tornando-os materiaisfuncionais. O controle do gap, por exemplo, pode permitir que sejam fabricadosmateriais cuja absorção de radiação possa variar, permitindo criar materiais comdiversas aplicabilidades apenas controlando a inclusão da impureza Tl.Foram feitas simulações em computador de um cristal de AlAs dopado com Tlusando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT), descrita por Hohenberg & Kohn(1964) e por Kohn & Sham (1965), implementada no software WIEN2k por Blaha,Schwarz et al. (2013), sendo possível calcular as propriedades de interesse, comodensidade de estados, gap óptico, a função dielétrica e as propriedades estruturais domaterial.