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

Abstract

El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado consiste en obtener las estructuras de mínima energía, estudiar la estabilidad y las propiedades electrónicas de agregados atómicos de Magnesio, para tamaños que van desde los agregados más pequeños, de 3 átomos (N = 3) hasta los más grandes, de 21 átomos (N = 21). Se estudiarán además no solo los agregados neutros, sino también estructuras cargadas, con una carga q que tomará los valores q = +2; +1; 0; -1; -2. Nuestros resultados completan los resultados teóricos previos realizados hasta la fecha, gracias al hecho de haber logrado estructuras estables para estos agregados, y haber hallado una interpretación física de diversos resultados experimentales. Además, en los casos en los que tenemos bibliografía previa se ha comprobado que nuestros resultados se ajustan muy bien con los trabajos anteriores. Y es que en este trabajo se ha utilizado un método de primeros principios (ab initio) basado en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) para resolver el problema electrónico. En esencia, resolviendo las denominadas ecuaciones de Kohn-Sham, obtenemos las estructuras correspondientes al isómero con la energía más estable. Además a partir de las energías calculadas, se consigue reproducir e interpretar las abundancias relativas de los agregados en espectros de masas. Junto con ello, en la reproducción de resultados experimentales se detallan diversas propiedades electrónicas como el comportamiento metálico llegando a conclusiones que están en buen acuerdo con las medidas experimentales realizadas en trabajos previos.