Estudios quimicocuánticos de nanopartículas semiconductoras en fase gas

Abstract

Tesis de doctorado en ciencia de materiales. El objetivo de éste trabajo es determinar (mediante métodos de primeros principios) las estructuras semiconductoras (GAP entre 1.3 y 3.0 eV) de nanopartículas de (CuS)n (con n=2, 3, 4 y 5) en sus configuraciones de menor energía (estado base). Para cada tamaño se probaron 2 multiplicidades, dos conjuntos de funciones base (SDD y LANL2DZ) y dos funcionales de intercambio y correlación (B3PW91 y PBE); esto conlleva a 32 experimentos computacionales diferentes. En cada experimento se generaron cerca de 500 estructuras iniciales aleatorias con el fin de optimizarlas estructuralmente; las geometrías que lograron ser optimizadas fueron organizadas de acuerdo a su energía total. Debido a la conocida subestimación de la brecha de energía que el método DFT proporciona, las estructuras con una brecha de energía HOMO-LUMO entre 1.3 y 3.0 eV podrán ser candidatas para un estudio posterior sobre fotocatálisis activa en la región visible mediante métodos teóricos más avanzados. Se observó que la energía total depende principalmente del conjunto de funciones base y que el GAP depende principalmente del funcional de intercambio y correlación. En este trabajo se presentan las estructuras obtenidas en el estado base, y el comportamiento de los experimentos computacionales se indica en el apéndice C, dando aquí los detalles específicos para cada caso.