Enlace químico en la adsorción de ciclopenteno sobre Si(001)

ESTEFANÍA GERMÁN; IGNACIO LÓPEZ CORRAL; GRACIELA BRIZUELA; ALFREDO JUAN

Rosario

Congreso; 94° Reunión Nacional de Física; 2009

Asociación Física Argentina - Filial Litoral: Rosario - Santa Fe

La interacción de moléculas orgánicas con superficies semiconductoras es un área de sumo interés que posee potenciales aplicaciones tecnológicas, particularmente en el desarrollo de sensores químicos y dispositivos electrónicos moleculares. El objetivo del presente trabajo es modelar teóricamente la adsorción de ciclopenteno (c-C5H8) sobre Si(0 0 1) y estudiar la evolución de la estructura electrónica y del enlace químico durante la adsorción, utilizando métodos tanto semiempíricos (ASED-MO) como de primeros principios (DFT). Para ello, en primer lugar se obtuvo la geometría preferencial de adsorción, considerando diferentes sitios sobre la superficie de Si, y continuación se evaluaron la densidad de estados (DOS), el carácter del enlace químico (COOP) y la población de solapamiento (OP) correspondientes a los enlaces involucrados durante el proceso. Los resultados obtenidos muestran que el ciclopenteno se adsorbe adoptando preferentemente una geometría plana, de forma similar a lo observado sobre otras superficies semiconductoras. Del mismo modo, la adsorción ocurre mayoritariamente tanto a través de los átomos de C saturados e insaturados del ciclo, obteniéndose enlaces -C-Si y =C-Si de 1,83 y 1,57 Å, respectivamente, como por intermedio de los átomos de H unidos a los C saturados, originándose enlaces H-Si de 1,46 Å. Se comprobó asimismo que la formación de enlaces entre el adsorbato y la superficie va acompañada del debilitamiento de los enlaces C=C, C-C y C-H del hidrocarburo y de los enlaces Si-Si que conforman el sitio de adsorción. Finalmente, el estudio se completó con el análisis de la contribución orbital a la formación de dichos enlaces.