Estudio teórico del dopado de nanotubos de carbono con átomos de hierro

NUÑEZ, JOSÉ L.; BELLETTI, GUSTAVO D.; QUAINO, PAOLA M.

Santa Fe

Congreso; 104° Reunión de la Asociación Física Argentina; 2019

Asociación Física Argentina

Los nanotubos de carbono (CNT) son considerados excelentes materiales para el desarrollo de nuevos electro-catalizadores debido a su bajo costo y sus interesantes propiedades f ́ısicas y qu ́ımicas. Muchas de las propiedadesde los CNT dependen sensiblemente de su estructura. Por ejemplo, las propiedades electr ́onicas de los CNT seven fuertemente afectadas por su estructura, clasificada seg ́un su quiralidad, pudiendo el material resultante serde naturaleza met ́alica o semiconductora.Adicionalmente, la posibilidad de realizar un dopado de los CNT hace posible la creaci ́on de nuevos materialesh ́ıbridos. Existen varios estudios experimentales y te ́oricos que han demostrado un gran potencial en modificar laspropiedades electr ́onicas y magn ́eticas de los CNT al ser dopados con  ́atomos de B, S, O, P y especialmente N[1]. Sin embargo, pocos trabajos tienen como objeto de estudio las propiedades electr ́onicas y magn ́eticas de lossistemas CNT de pared simple dopados con metales de transici ́on como el Fe, por lo que es requerido un estudiom ́as profundo de los mismos.Bajo estas consideraciones, en este trabajo se pretende contribuir con la investigaci ́on de nuevos materiales h ́ıbridosdopando con  ́atomos de Fe a CNTs de diferente quiralidad. Es as ́ı que se presenta la caracterizaci ́on electr ́onica delmaterial h ́ıbrido evaluada por medio de las densidades parciales de estado (PDOS), diferencias de densidades decarga y cargas at ́omicas de Bader demostrando el reacomodamiento electr ́onico resultante en el material h ́ıbrido.A su vez, se analiza la naturaleza magn ́etica por medio de la diferencia de densidad de esp ́ın, PDOS y la energ ́eticamostrando la estabilidad del estado magn ́eticos de los sistemas estudiados.Estos resultados muestran que en los sistemas h ́ıbridos CNT+Fe se produce un cambio en las propiedades de losnanotubos de carbono, debido a una redistribuci ́on de carga entre el Fe y el CNT, y una distorsi ́on en la estructuramagn ́etica de los CNT. Esta modificaci ́on convierte al material h ́ıbrido en un potencial material electrocatalizadorinteresante para el estudio de reacciones qu ́ımicas que se producen en las celdas de combustible.[1] C Tang and Q Zhang, Advanced Materials (2017) 1604103