BÚSQUEDA DE MÍNIMOS GLOBALES DE SISTEMAS ...Fe3Al2 Fe3Al3 C2v E = 0.00 Kcal/mol E = 3.1 Kcal/mol...
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XXV S IMPOSIO P ERUANO DE F ÍSICA SIMEON M. YARO MEDINA CARLOS V. LANDAURO SAENZ LIMA, 10 DE OCTUBRE DE 2016 JUAN JOSÉ TORRES VEGA BÚSQUEDA DE MÍNIMOS GLOBALES DE SISTEMAS AL X FE Y (X,Y = 1,..,5) PARA SU USO COMO UNIDADES DE CONSTRUCCIÓN DE NANOESTRUCTURAS UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
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XXV SIMPOSIO PERUANO DE FÍSICA
SIMEON M. YARO MEDINA CARLOS V. LANDAURO SAENZ
LIMA, 10 DE OCTUBRE DE 2016
JUAN JOSÉ TORRES VEGA
BÚSQUEDA DE MÍNIMOS GLOBALES DE SISTEMAS ALXFEY (X,Y = 1,..,5) PARA SU USO COMO
UNIDADES DE CONSTRUCCIÓN DE NANOESTRUCTURAS
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
¿QUE ES UN CLÚSTER?
Agregado de Átomos
Tamaño < 100nm
Presentan propiedades singulares
respecto al bulk
Faraday 1857
Nuevas Baterías
Almacenamiento de Hidrógeno
Catálisis
Ensamblaje de Clústeres
TECNOLOGÍA Y CIENCIA DE LOS CLÚSTERES
DEL CLÚSTER AL SÓLIDO
EL PUENTE DE LONDRES!!!!
Versión Nano
Versión LEGO
Celda Base
Nanoestructura
CRECIMIENTO CRISTALINO
Protocolo formulado con sistemas Silicio - Litio
CRECIMIENTO CRISTALINO
Celda Base
Nanoestructura
PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN
Selección de una Celda Base adecuada
Ensamblado de la Nanoestructura
La Celda Base debe ser una unidad de gran estabilidad
Una alternativa es utilizar el mínimo global
Para ubicar al mínimo global utilizamos Algoritmos Genéticos
EN BUSCA DE LA CELDA BASE
Cruce/Reproducción Mutaciones
Nueva Generación
Ranking de AptitudCalculo de la Energía H| i = E| i
Algoritmos Genéticos
SistemasInteligentes
Problema dela Optimización
Especies
i-Población
Especies Aleatorias
Converge?
Candidato a Mínimo Global
LA BÚSQUEDA DEL MÍNIMO GLOBAL
Tiempo Generacional
LA BÚSQUEDA DEL MÍNIMO GLOBAL
Hacia el mínimo global
PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN
Selección de una Celda Base adecuada
Ensamblado de la Nanoestructura
La Celda Base debe ser una unidad de gran estabilidad
Una alternativa es utilizar el mínimo global
Para ubicar al mínimo global utilizamos Algoritmos Genéticos
Análisis de la estabilidad de la Celda Base
Estudio de la formación de la nanoestructura
Estudio de propiedades de la nanoestructura
ENSAMBLANDO LA NANOESTRUCTURA
Análisis de la estabilidad de la Celda Base
Estudio de la formación de la nanoestructura
Estudio de propiedades de la nanoestructura
- Estudio de la densidad y distribución de Carga- Técnicas de Localización : ELF, AdNDP, LOC-ELF- Aromaticidad : NICS, FiPC- Estudios Topólogicos : BindZ, Integración de ELF
- Formación de unidades complejas:- Formación de Dímeros, trimeros, etc.- Dinámicas Cuánticas, QM/MM.
- Análisis de la Estructura Electrónica- Estudio del Transporte
ESTUDIANDOEL SISTEMA
FE - AL
Se buscaron los mínimos globales FEXALY (x,y=1,..,5) con el funcional de Perdew y Wang (PW91) y la base de Stuttgart.
BUSCANDO LA CELDA BASE FE-AL
Se optimizaron los mínimos hallados con PW91/6-311+g*
FeAl2 FeAl3 FeAl4
C2v
C3v
C2v
E = 3.33 Kcal/molE = 0.00 Kcal/mol
C4v
FeAl5
Se buscaron los mínimos globales FEXALY (x,y=1,..,5) con el funcional de Perdew y Wang (PW91) y la base de Stuttgart.
BUSCANDO LA CELDA BASE FE-AL
Se optimizaron los mínimos hallados con PW91/6-311+g*
Fe2Al
C2v
Fe2Al2
C2v
Fe2Al3
D3h
Fe2Al5
E = 0.00 Kcal/mol E = 0.92 Kcal/molC2v
Fe2Al4
Se buscaron los mínimos globales FEXALY (x,y=1,..,5) con el funcional de Perdew y Wang (PW91) y la base de Stuttgart.
BUSCANDO LA CELDA BASE FE-AL
Se optimizaron los mínimos hallados con PW91/6-311+g*
Fe3Al
Fe3Al4 Fe3Al5Fe3Al2
Fe3Al3
C2v
E = 0.00 Kcal/mol E = 3.1 Kcal/molC2v
Se buscaron los mínimos globales FEXALY (x,y=1,..,5) con el funcional de Perdew y Wang (PW91) y la base de Stuttgart.
BUSCANDO LA CELDA BASE FE-AL
Se optimizaron los mínimos hallados con PW91/6-311+g*
Fe4Al3
E = 3.40 Kcal/mol
Fe4Al5
E = 0.00 Kcal/mol
BUSCANDO PATRONES PREDOMINANTES
Fe4Al3 Fe4Al5
Fe3Al4 Fe3Al5Fe2Al5
DENSIDAD ELECTRÓNICA
FeAl3 FeAl4 Fe2Al5
Fe3Al4 Fe4Al3
ESTUDIANDO LA ESTABILIDAD
FUNCIÓN DE LOCALIZACIÓN ELECTRÓNICA (ELF)
Define regiones donde se puede encontrar un par electrónico(1 +
C(~r)
Ch(⇢(~r))
�2)
ELF =
⇢ =X
i
ni|'i|2 C(~r) =1
2
X
i
ni|r'i|2 �1
8
|r⇢|2
⇢
donde :
tal queValores Altos se encuentran dentro del par electrónicoValores Bajos cerca del borde entre pares electrónicos
FUNCIÓN DE LOCALIZACIÓN ELECTRÓNICA
FeAl2
FeAl5
FUNCIÓN DE LOCALIZACIÓN ELECTRÓNICA
Fe2Al3
Fe2Al4
FUNCIÓN DE LOCALIZACIÓN ELECTRÓNICA
Fe2Al5
Fe3Al4
FUNCIÓN DE LOCALIZACIÓN ELECTRÓNICA
Fe4Al3
Fe3Al5
CONCLUSIONES
Es recomendable utilizar clústeres estables como unidad de crecimiento de nanoestructuras de mayor
tamaño.
FALTA MUCHO TRABAJO POR REALIZARhay que probar AdNDP y Análisis BindZ.
Mediante la ELF no se observan enlaces formales entre los átomos de Aluminio y Hierro
CONCLUSIONES
Los basines de la ELF del aluminio son los que brindarían estabilidad al sistema.
GRACIAS!!!
· · · d · f ·& · e · d · y · g · · ·
