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Título : Estudio cuanto-mecánico de las propiedades electrónicas y estructurales de la interacción de Radón (222Rn) con grafeno.
Autor : Borja Urrea, Pedro Ivan
Director(es): Pachacama Choca, Richard Williams
Tribunal (Tesis): Vacacela, Cristian
Palabras claves : BIOFÍSICA;MECÁNICA CUÁNTICA;PROPIEDADES ELECTRÓNICAS;TEORÍA DEL FUNCIONAL DE DENSIDAD;PROPIEDADES ESTRUCTURALES;GRAFENO;DENSIDAD DE ESTADOS;ENERGÍA DE ADSORCIÓN;FÍSICA DEL ESTADO SÓLIDO
Fecha de publicación : ene-2018
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Borja Urrea, Pedro Ivan. (2018). Estudio cuanto-mecánico de las propiedades electrónicas y estructurales de la interacción de Radón (222Rn) con grafeno. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFC;86T00049
Resumen : The main purpose of this study was to conduct a quantum-mechanical study of the electronic and structural properties of the interaction of radon (222Rn) with graphene. The calculations were based on the functional density theory (DFT), using the local density approximation (LDA), generalized gradient approximation (GGA) and a hybrid functional (vdW-GGA). The radon/ graphene interaction was analyzed in three conformational sites: C (center of a hexagon), T (on a carbon atom), and B (on a bond between carbon atoms). In order to take into account the topological defects, vacancies near to site C were chosen, and, to consider the low degree of oxidation, graphene oxide was used. Through the binding energy, it was determined that the most stable site for the adsorption of radon is in the C position, independently of the molecular structure considered. The results coming from the functional ones reported an energy of adsorption of 841.8 meV with LDA at a distance of 3.56 Å, whereas with GGA the binding energy was of 722.5 meV, and a distance of 4.16 Å. Finally, considering the Van der Waals interaction, the bond energy reached is -584.7 meV at a distance of 3.9 Å. By creating topological defects, the obtained adsorption energy is -584.7 meV and a distance of 3.9 Å and e is graphene oxide, the binding energy is -539.0 meV and a distance of 3.81 Å. The spectrum of the density of state (DOS) of the interaction Radon / graphene, indicates that the cone of Dirac in graphene, is slightly affected and evidences two peaks at -17.5 eV and -3.5 eV, which are absent in the intrinsic graphene, concluding that there is adsorption of radon on graphene. It is advisable to carry out a study of band structure.
Descripción : El objetivo fue realizar un estudio cuanto-mecánico de las propiedades electrónicas y estructurales de la interacción de Radón (222Rn) con grafeno. Los cálculos fueron realizados con la teoría del funcional de densidad (DFT), usando la aproximación de densidad local (LDA), aproximación de gradiente generalizado (GGA) y un funcional hibrido (vdW-GGA). Se analizó la interacción Radón/grafeno en tres sitios conformacionales: C (Centro de un hexágono), T (Sobre un átomo de carbono) y B (sobre un enlace entre átomos de carbono). Para tomar en cuenta los defectos topológicos se consideró vacancias cercanas al sitio C, y para considerar el bajo grado de oxidación, se usó el óxido de grafeno. Mediante la energía de enlace se determinó que el sitio más estable para la adsorción del radón es en la posición C, independiente de la estructura molecular considerada. Los resultados obtenidos con los funcionales fueron los siguientes: con LDA se obtuvo una energía de adsorción de −841.8 meV a una distancia de 3.56 Å, con GGA se obtuvo una energía de enlace de −722.5 meV y una distancia de 4.16 Å, finalmente, considerando la interacción de van der Waals la energía de enlace obtenida es de −584.7 meV a una distancia de 3.9 Å. Creando defectos topológicos la energía de adsorción obtenida es de −584.7 meV y una distancia de 3.9 Å y en el óxido de grafeno, la energía de enlace es de −539.0 meV y una distancia de 3.81 Å. EL espectro de la densidad de estado (DOS) de la interacción Radón/grafeno, indica que el cono de Dirac en el grafeno, es ligeramente afectado y se evidencia dos picos a −17.5 eV y −3.5 eV, los cuales están ausentes en el grafeno intrinsico, concluyendo que existe adosrción de Radón sobre grafeno. Es recomendable realizar un estudio de estructura de bandas.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/8358
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