Estudio DF T + U de las propiedades estructurales y electrónicas de clústeres de cobre dopados con rutenio Cu_(n−1)Ru (n = 3 − 6)

En este trabajo, se hizo un estudio teórico de las propiedades estructurales y electrónicas de nanoclústeres de cobre (Cu) dopados con rutenio (Ru) (perteneciente al grupo de metales de transición), para ello se utilizo simulaciones computacionales basadas en la Teoría del Funcional de la Densidad (...

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Autores:
Hoyos Morelo, Rodrigo Miguel
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad de Córdoba
Repositorio:
Repositorio Institucional Unicórdoba
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/8205
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Palabra clave:
DFT
Clústeres
Propiedades estructurales
Propiedades electrónicas
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Structural properties
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Copyright Universidad de Córdoba, 2024
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description En este trabajo, se hizo un estudio teórico de las propiedades estructurales y electrónicas de nanoclústeres de cobre (Cu) dopados con rutenio (Ru) (perteneciente al grupo de metales de transición), para ello se utilizo simulaciones computacionales basadas en la Teoría del Funcional de la Densidad (Density Funtional Theory: DFT), la Aproximación de Gradiente Generalizado (GGA), la corrección de Hubbard (U), dispersión de van der Waals (vdW) y Pseudopotenciales. Se eligieron las estructuras más estables de cobre puro previamente investigadas. Luego, se doparon dichas estructuras con un átomo de rutenio en diferentes posiciones. Posteriormente, se analizaron las propiedades estructurales y electrónicas de las estructuras resultantes convergentes, comparándolas con las estructuras de cobre puras. Los resultados indicaron que la introducción de impurezas de rutenio en las estructuras de cobre puro mejora sus propiedades magnéticas. Además, se observó un aumento significativo en las longitudes de enlace de los nanoclústeres de cobre dopados con rutenio en comparación con las estructuras puras, a su ves las energías de enlace entre átomos aumento considerablemente, lo cual indica que los clústeres de cobre dopados con rutenio tiene una mayor estabilidad en términos de enlace. Finalmente, se analizó como cambian las densidades de estados de las estructuras dopadas en comparación con las estructuras de cobre puras.
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Luego, se doparon dichas estructuras con un átomo de rutenio en diferentes posiciones. Posteriormente, se analizaron las propiedades estructurales y electrónicas de las estructuras resultantes convergentes, comparándolas con las estructuras de cobre puras. Los resultados indicaron que la introducción de impurezas de rutenio en las estructuras de cobre puro mejora sus propiedades magnéticas. Además, se observó un aumento significativo en las longitudes de enlace de los nanoclústeres de cobre dopados con rutenio en comparación con las estructuras puras, a su ves las energías de enlace entre átomos aumento considerablemente, lo cual indica que los clústeres de cobre dopados con rutenio tiene una mayor estabilidad en términos de enlace. Finalmente, se analizó como cambian las densidades de estados de las estructuras dopadas en comparación con las estructuras de cobre puras. DEDICATORIA iiAGRADECIMIENTOS iii1 RESUMEN 12 INTRODUCCIÓN 23 MARCO TEÓRICO 33.1 Cobre (Cu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.2 Rutenio (Ru) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.3 Materiales Conductores, Semiconductores y Aislantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.3.1 Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.3.2 Semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.3.3 Aislantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.4 Teoría del Funcional de la Densidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.4.1 Aproximación de Born-Oppenheimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.4.2 Teorema de Hohenberg y Kohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.4.3 Ecuaciones de Kohn-Sham . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.4.4 Aproximación de densidad local (LDA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.4.5 Aproximación de gradiente generalizado (GGA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.4.6 Pseudopotenciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.5 Quantum Espresso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 RESULTADOS Y ANÁLISIS 124.1 Detalles computacionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124.2 Propiedades estructurales y electrónicas de clústeres de cobre dopadas con rutenio Cun−1Ru(n = 3 − 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 CONCLUSIONES 316 BIBLIOGRAFIA 32PregradoFísico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensiónapplication/pdfspaUniversidad de CordobaFacultad de Ciencias BásicasMontería, Córdoba, ColombiaFísicaCopyright Universidad de Córdoba, 2024https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)info:eu-repo/semantics/embargoedAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cfEstudio DF T + U de las propiedades estructurales y electrónicas de clústeres de cobre dopados con rutenio Cu_(n−1)Ru (n = 3 − 6)Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionText[1] Pérez, G. 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