Estudio de primeros principios de las propiedades estructurales y electrónicas de agregados de cadmio

Abstract

El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado consiste en obtener las estructuras de míınima energía de agregados atómicos de cadmio, Cdq N, para tamaños comprendidos entre N = 3−21 átomos y cargas q = +1,0,−1. Para ello, utilizamos un método de primeros principios basado en la Teoría del Funcional de la Densidad para resolver el problema electrónico, junto con técnicas de optimización globales y locales para rastrear la superficie de energía potencial y determinar el mínimo absoluto sobre dicha superficie. Nuestros resultados mejoran los resultados teóricos previos publicados hasta la fecha, ya que localizamos estructuras más estables para casi todos los tamaños. Por otro lado, a partir de las energías calculadas, conseguimos reproducir e interpretar las abundancias relativas de agregados de diferentes tamaños determinadas en experimentos de espectrometría de masas. Los potenciales de ionización teóricos están también en muy buen acuerdo con medidas experimentales. La reproducción de resultados experimentales proporciona la seguridad de que todas nuestras conclusiones tienen validez cuantitativa. Finalmente, ofrecemos un análisis detallado de diversas propiedades electrónicas y de cómo se establece el comportamiento metálico en agregados de cadmio conforme aumenta su tamaño.