Modelización de propiedades estructurales y electrónicas en nano-agregados de cobre

Abstract

El objetivo principal de este Trabajo de Fin de Grado reside en la obtención de las estructuras de mínima energía de agregados de cobre en un gran rango de tamaños, entre N = 3 y 41 átomos. Además de los agregados neutros CuN, se estudian los agregados cargados positiva y negativamente (Cu+N y Cu-N). Asimismo, se estudia la estabilidad y propiedades electrónicas de estas estructuras. Para lograr este objetivo, se utiliza un método de optimización local de primeros principios que se basa en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), el cual se aplica tras una optimización global de la superficie de energía potencial. Esto posibilita un rastreo exhaustivo de la superficie, lo cual permite que se hayan mejorado y ampliado los resultados teóricos realizados hasta la fecha. Más aún, se han reproducido satisfactoriamente las medidas experimentales de espectros de masa y fotoemisión, aportando fundamento a las conclusiones obtenidas.

The main objective of this Final Degree Project resides in obtaining the lowest energy structures of copper clusters of a wide range of sizes, from N = 3 to 41 atoms. Not only are the neutral clusters CuN studied, but also the ones with positive and negative charges (Cu+N and Cu-N). Additionaly, the stability and electronic properties are studied for these structures. In order to achieve this aim, a first-principles local optimization method based on Density Functional Theory (DFT) is used, which is applied subsequent to a global optimization of the potential energy surface (PES). This enables a thorough exploration of the PES, allowing theoretical studies to date to be improved and extended. Furthermore, experimental results of mass and photoemission spectroscopy are reproduced satisfactorily, giving foundation to the conclusions obtained.