Publicación:
Estudio DF T + U de las propiedades estructurales y electrónicas de clústeres de cobre dopados con rutenio Cu_(n−1)Ru (n = 3 − 6)

Vista sencilla de ítem
dc.contributor.advisorAlcalá Varilla, Luis Arturo
dc.contributor.advisorOrtiz Romero, José Daniel
dc.contributor.authorHoyos Morelo, Rodrigo Miguel
dc.date.accessioned2024-02-02T16:09:58Z
dc.date.available2028-01-01
dc.date.available2024-02-02T16:09:58Z
dc.date.issued2024-01-30
dc.description.abstractEn este trabajo, se hizo un estudio teórico de las propiedades estructurales y electrónicas de nanoclústeres de cobre (Cu) dopados con rutenio (Ru) (perteneciente al grupo de metales de transición), para ello se utilizo simulaciones computacionales basadas en la Teoría del Funcional de la Densidad (Density Funtional Theory: DFT), la Aproximación de Gradiente Generalizado (GGA), la corrección de Hubbard (U), dispersión de van der Waals (vdW) y Pseudopotenciales. Se eligieron las estructuras más estables de cobre puro previamente investigadas. Luego, se doparon dichas estructuras con un átomo de rutenio en diferentes posiciones. Posteriormente, se analizaron las propiedades estructurales y electrónicas de las estructuras resultantes convergentes, comparándolas con las estructuras de cobre puras. Los resultados indicaron que la introducción de impurezas de rutenio en las estructuras de cobre puro mejora sus propiedades magnéticas. Además, se observó un aumento significativo en las longitudes de enlace de los nanoclústeres de cobre dopados con rutenio en comparación con las estructuras puras, a su ves las energías de enlace entre átomos aumento considerablemente, lo cual indica que los clústeres de cobre dopados con rutenio tiene una mayor estabilidad en términos de enlace. Finalmente, se analizó como cambian las densidades de estados de las estructuras dopadas en comparación con las estructuras de cobre puras. spa
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameFísico(a)
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensión
dc.description.tableofcontentsDEDICATORIA ii
dc.description.tableofcontentsAGRADECIMIENTOS iii
dc.description.tableofcontents1 RESUMEN 1
dc.description.tableofcontents2 INTRODUCCIÓN 2
dc.description.tableofcontents3 MARCO TEÓRICO 3
dc.description.tableofcontents3.1 Cobre (Cu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
dc.description.tableofcontents3.2 Rutenio (Ru) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
dc.description.tableofcontents3.3 Materiales Conductores, Semiconductores y Aislantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
dc.description.tableofcontents3.3.1 Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
dc.description.tableofcontents3.3.2 Semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
dc.description.tableofcontents3.3.3 Aislantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
dc.description.tableofcontents3.4 Teoría del Funcional de la Densidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
dc.description.tableofcontents3.4.1 Aproximación de Born-Oppenheimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
dc.description.tableofcontents3.4.2 Teorema de Hohenberg y Kohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
dc.description.tableofcontents3.4.3 Ecuaciones de Kohn-Sham . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
dc.description.tableofcontents3.4.4 Aproximación de densidad local (LDA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
dc.description.tableofcontents3.4.5 Aproximación de gradiente generalizado (GGA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
dc.description.tableofcontents3.4.6 Pseudopotenciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
dc.description.tableofcontents3.5 Quantum Espresso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
dc.description.tableofcontents4 RESULTADOS Y ANÁLISIS 12
dc.description.tableofcontents4.1 Detalles computacionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
dc.description.tableofcontents4.2 Propiedades estructurales y electrónicas de clústeres de cobre dopadas con rutenio Cun−1Ru(n = 3 − 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
dc.description.tableofcontents5 CONCLUSIONES 31
dc.description.tableofcontents6 BIBLIOGRAFIA 32
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad de Córdoba
dc.identifier.reponameRepositorio Universidad de Córdoba
dc.identifier.repourlhttps://repositorio.unicordoba.edu.co/
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/8205
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad de Cordoba
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias Básicas
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombia
dc.publisher.programFísica
dc.relation.references[1] Pérez, G. S. (2002). Desarrollo y medio ambiente: una mirada a Colombia. Economía y desarrollo, 1(1), 80-98.
dc.relation.references[2] Wong, E. (2013). El costo del daño ambiental en China crece rápidamente en medio de la industrialización. Los New York Times , 29
dc.relation.references[3] Ross, H. y Thadaniti, S. (1995). Los costos ambientales de la industrialización. En La industrialización de Tailandia y sus consecuencias (págs. 267-288). Londres: Palgrave Macmillan Reino Unido.
dc.relation.references[4] Esparza, E., & Gamboa, N. (2001). Contaminación debida a la industria curtiembre. Revista de química, 15(1), 41-63
dc.relation.references[5] Opoku, EEO y Boachie, MK (2020). El impacto ambiental de la industrialización y la inversión extranjera directa. Política Energética , 137 , 111178.
dc.relation.references[6] Medina Rincón, S. (2017). Energías renovables: un futuro óptimo para Colombia
dc.relation.references[7] Cortés, S., & Londoño, A. A. (2017). Energías renovables en Colombia: una aproximación desde la economía. Revista Ciencias Estratégicas, 25(38), 375-390
dc.relation.references[8] Gavilanez, A., Caiza, G., Tapia, M. J., & Mora-Aguilar, J. (2020). Energías renovables y diseño industrial: Influencia en Sudamérica. INGENIO, 3(2), 55-67.
dc.relation.references[9] Alexis, B. L. R., & Cedeno, E. A. L. (2020). La generación de energía eléctrica para el desarrollo industrial en el Ecuador a partir del uso de las energías renovables. Universidad Ciencia y Tecnología, 24(104), 36-46
dc.relation.references[10] Li, T., Li, A. y Guo, X. (2020). El desarrollo y la utilización de la industria de energías renovables orientados al desarrollo sostenible: un análisis integral de los métodos MCDM. Energía , 212 , 118694.
dc.relation.references[11] Paez, C.,& Taborda, G. (2006). La fotocatálisis: aspectos fundamentales para una buena remoción de contaminantes. Revista Universidad de Caldas, 7, 71-88.
dc.relation.references[12] Hernández Laverde, M. S., & Prieto Suárez, G. A. (2017). El papel de la fotocatálisis en la protección ambiental y química verde. Investigación Joven, 4.
dc.relation.references[13] Zhang, P., Wang, T., Chang, X. y Gong, J. (2016). Utilización efectiva del portador de carga en conversiones fotocatalíticas. Cuentas de investigaciones químicas , 49 (5), 911-921.
dc.relation.references[14] Tu, W., Zhou, Y., & Zou, Z. (2013). Versatile graphene-promoting photocatalytic performance of semiconductors: basic principles, synthesis, solar energy conversion, and environmental applications. Advanced Functional Materials, 23(40), 4996-5008
dc.relation.references[15] Padrón González, U. (2018). Estudio y caracterización de materiales luminiscentes con propiedades de conversión espectral para aplicaciones fotocatalíticas
dc.relation.references[16] Christoforidis, KC y Fornasiero, P. (2017). Producción de hidrógeno fotocatalítico: una brecha en el futuro suministro de energía. ChemCatChem , 9 (9), 1523-1544.
dc.relation.references[17] Medina Ramírez, R. E. (2021). Preparación y caracterización de dióxido de titanio dopado con cromo para aplicaciones fotocatalíticas.
dc.relation.references[18] Obando Martínez, S. M. (2008). Modificación fijación y evaluación de dióxido de titanio con plata para la desinfección fotocatalítica de aguas empleando Escherichia Coli como bacteria modelo.
dc.relation.references[19] Ambrožová, N., Reli, M., Šihor, M., Kuśtrowski, P., Wu, JC y Kočí, K. (2018). Titania dopada con cobre y platino para la reducción fotocatalítica de dióxido de carbono. Ciencias de superficies aplicadas , 430 , 475-487.
dc.relation.references[20] Jaiswal, R., Bharambe, J., Patel, N., Dashora, A., Kothari, D. C., & Miotello, A. (2015). Copper and Nitrogen co-doped TiO2 photocatalyst with enhanced optical absorption and catalytic activity. Applied Catalysis B: Environmental, 168, 333-341.
dc.relation.references[21] López, R., Gómez, R., & Llanos, ME (2009). Propiedades fotofísicas y fotocatalíticas de catalizadores sol-gel de titania dopados con cobre de tamaño nanométrico. Catálisis hoy , 148 (1-2), 103-108.
dc.relation.references[22] Mohamed, S. H. (2010). Photocatalytic, optical and electrical properties of copper-doped zinc sulfide thin films. Journal of physics D: applied physics, 43(3), 035406.
dc.relation.references[23] Van Viet, P., Huy, T. H., You, S. J., & Thi, C. M. (2018). Hydrothermal synthesis, characterization, and photocatalytic activity of silicon doped TiO2 nanotubes. Superlattices and Microstructures, 123, 447-455
dc.relation.references[24] Wang, P., Yin, G., Bi, Q., Huang, X., Du, X., Zhao, W., & Huang, F. (2018). Efficient photocatalytic reduction of CO2 using carbon-doped amorphous titanium oxide. ChemCatChem, 10(17), 3854-3861.
dc.relation.references[25] Li, C. G., Yuan, Y. Q., Hu, Y. F., Zhang, J., Tang, Y. N., & Ren, B. Z. (2016). Density functional theory study of the structures and electronic properties of copper and sulfur doped copper clusters. Computational and Theoretical Chemistry, 1080, 47-55.
dc.relation.references[26] Rodríguez-Kessler, P. L., Alonso-Dávila, P., Navarro-Santos, P., Morato-Márquez, J. A., Ortíz-Chi, F., & Rodríguez-Domínguez, A. R. (2019). Hydrogen chemisorption on Pd-doped copper clusters. The Journal of Physical Chemistry C, 123(25), 15834-15840.
dc.relation.references[27] Kahnouji, H., Najafvandzadeh, H., Hashemifar, S. J., Alaei, M., & Akbarzadeh, H. (2015). Densityfunctional study of the pure and palladium doped small copper and silver clusters. Chemical Physics Letters, 630, 101-105.
dc.relation.references[28] Li, C. G., Zhang, J., Yuan, Y. Q., Tang, Y. N., Ren, B. Z., & Chen, W. G. (2017). Geometries, stabilities and electronic properties of copper and selenium doped copper clusters: Density functional theory study. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 86, 303-310.
dc.relation.references[29] Li, C. G., Zhou, X. W., Tang, Y. N., Chen, W. G., Pan, L. J., & Kuang, X. Y. (2015). Structures, stabilities and electronic properties of CunNa (n= 1–8) clusters. Computational and Theoretical Chemistry, 1055, 51-60.
dc.relation.references[30] Hirabayashi, S., & Ichihashi, M. (2015). Stability of aluminum-doped copper cluster cations and their reactivity toward NO and O2. The Journal of Physical Chemistry A, 119(32), 8557-8564.
dc.relation.references[31] Rodríguez-Kessler, P. L., & Muñoz-Castro, A. (2023). Structure and stability of Mo-doped Cun (n= 1-12) clusters: DFT calculations. Inorganica Chimica Acta, 121620.
dc.relation.references[32] Alcalá-Varilla, L. A., Ponnefz-Durango, R. E., Seriani, N., Araujo-Lopez, E., & Montoya, J. A. (2023). A DFT+ U Study on the Stability of Small CuN Clusters (N= 3–6 Atoms): Calculation of Phonon Frequencies. Condensed Matter, 8(3), 81
dc.relation.references[33] Whitney, J. W. (2013). The physical characteristics of the copper industry. In The World Copper Industry (pp. 45-78). RFF Press.
dc.relation.references[34] Gorai, B., & Jana, R. K. (2003). Characteristics and utilisation of copper slag—a review. Resources, conservation and recycling, 39(4), 299-313.
dc.relation.references[35] Khalaj, M., Kamali, M., Khodaparast, Z., & Jahanshahi, A. (2018). Copper-based nanomaterials for environmental decontamination–an overview on technical and toxicological aspects. Ecotoxicology and Environmental Safety, 148, 813-824.
dc.relation.references[36] Paria, S., & Reiser, O. (2014). Copper in photocatalysis. ChemCatChem, 6(9), 2477-2483.
dc.relation.references[37] Amorim, EPM y Da Silva, EZ (2012). Efecto de las impurezas ligeras sobre la estructura electrónica de nanocables de cobre. Revisión física B , 85 (15), 155407.
dc.relation.references[38] Sáez, G., & Yamileth, Y. (2021). Implementación de la técnica de vapores de tetróxido de rutenio en piel humana, en Panamá para el esclarecimiento de casos de violación, homicidio y femicidio.
dc.relation.references[39] Rutenio. (2023, 29 de mayo). Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de consulta: 08:16, mayo 29, 2023 desde https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rutenio&oldid=151510169
dc.relation.references[40] Domínguez, F. R. (2009). Huellas: la prueba del rutenio. Quadernos de criminología: revista de criminología y ciencias forenses, (4), 29-34.
dc.relation.references[41] Farrera, L. (2008). CONDUCTORES SEMICONDUCTORES Y AISLANTES. Universidad Autónoma. México.
dc.relation.references[42] N. Ashcroft and N. Mermin. Solid state physics, chapter 3. thomson learning, 1976.
dc.relation.references[43] Murrell, J. N., Kettle, S. F. A., & Tedder, J. M. (1985). The chemical bond (p. 248). New York: Wiley.
dc.relation.references[44] C. R. Nave. Energy Bands for Solids. HyperPhysics (Condensed Matter)., 2010.
dc.relation.references[45] P. Pavlov, A. Jojlov, and A. M. Garcia. Fısica del estado solido. Mir, 1987.
dc.relation.references[46] R. Jimenez. Curso de Estado solido. Universidad de Córdoba, Departamento de Fısica y Electrónica. Colombia., 2016.
dc.relation.references[47] Cardona, M., & Peter, Y. Y. (2005). Fundamentals of semiconductors (Vol. 619). Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
dc.relation.references[48] Jorge Kohanoff. Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules: Theory and Computational Methods. School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast, Belfast BT7 1NN, Northern Ireland.
dc.relation.references[49] Combes, JM, Duclos, P. y Seiler, R. (1981). La aproximación de Born-Oppenheimer. Física atómica y molecular rigurosa , 185-213.
dc.relation.references[50] H. K¨oppel, W. Domcke, and L. Cederbaum. Multimode molecular dynamics beyond the bornoppenheimer approximation. Adv. Chem. Phys, 57(59):140, 1984.
dc.relation.references[51] T. L. Gilbert. Hohenberg-kohn theorem for nonlocal external potentials. Physical Review B, 12(6):2111, 1975.
dc.relation.references[52] Burke, K., & Wagner, L. (2011). Basics of DFT.
dc.relation.references[53] J. Perdew y M. a. Burke, “Generalized Gradient Approximation Made Simple,” Physical Review Letters, vol. 77, n.o 18, págs. 3865-3868, 1996.
dc.relation.references[54] Perdew, J. P., Burke, K., & Wang, Y. (1996). Generalized gradient approximation for the exchangecorrelation hole of a many-electron system. Physical review B, 54(23), 16533.
dc.relation.references[55] González Olaya, W. L. (2013). Uso de la teoría del funcional densidad (dft) en la caracterización estructural y electrónica de la perovskita triple Sr3CoSb2O9 sintetizada en el laboratorio (Doctoral dissertation).
dc.relation.references[56] Márquez Álvarez, J. (2017). Estudio por primeros principios de propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas para el compuesto ZnO codopado con titanio y vanadio (Master’s thesis, Universidad del Norte).
dc.relation.references[57] Boulbazine, M., & Boudjahem, A. G. (2023). Electronic properties and adsorption mechanism of Rudoped copper clusters towards CH3OH molecule: A DFT investigation. Journal of Molecular Graphics and Modelling, 121, 108442.
dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2024
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.keywordsDFTeng
dc.subject.keywordsClusterseng
dc.subject.keywordsStructural propertieseng
dc.subject.keywordsElectronic propertieseng
dc.subject.proposalDFTspa
dc.subject.proposalClústeresspa
dc.subject.proposalPropiedades estructuralesspa
dc.subject.proposalPropiedades electrónicasspa
dc.titleEstudio DF T + U de las propiedades estructurales y electrónicas de clústeres de cobre dopados con rutenio Cu_(n−1)Ru (n = 3 − 6)
dc.typeTrabajo de grado - Pregrado
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.contentText
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dspace.entity.typePublication
Archivos
Bloque original
Mostrando 1 - 2 de 2
No hay miniatura disponible
Nombre:
hoyosmorelorodrigomiguel.pdf
Tamaño:
10.72 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descargar
No hay miniatura disponible
Nombre:
AutorizaciónPublicación..pdf
Tamaño:
708.77 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descargar
Bloque de licencias
Mostrando 1 - 1 de 1
No hay miniatura disponible
Nombre:
license.txt
Tamaño:
15.18 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción:
Descargar
Colecciones
B.E.A. Trabajos de Investigación y/o Extensión