Simulación de Transferencia de Carga Fotoinducida en Nanodiamantes Sensibilizados

CARLOS RAÚL MEDRANO; MA. BELÉN OVIEDO; C. G. SANCHEZ

Carlos Paz

Congreso; NanoCórdoba 2017; 2017

NanoCórdoba

La posibilidad de utilizar los métodos usuales de primeros principios tales como la TDDFT[1] para estudiar las propiedades ópticas o la dinámica electrónica en estos sistemas es limitada dado su tamaño. En este trabajo se presentan resultados utilizando el método TD-DFTB que ya ha sido empleado por nosotros para estudiar procesos de transferencia de carga fotoinducida[2]. Aquí se presentan resultados de la transferencia de carga entre colorantes aceptores de electrones (porfirina y PDI) y nanodiamantes pasivados con H. Utilizando el método DFTB implementado en el programa dftb+ se calcularon las energías de superficie para las caras del diamante, obteniendo resultados similares a los presentes en bibliografía. En particular, la cara más estable (110) presenta una energía de superficie de 1,68 eV, muy cercana a los 1,66 eV de referencia[3]. Estas estructuras exponen la cara 110 en la superficie debido a que es la más estable termodinámicamente. Se puede ver en las DOS que el gap de los ND aumenta a medida que disminuye el tamaño de la nanopartícula. Estos ND fueron pasivados con H, obteniéndose partículas estables de forma aproximadamente octahédrica. Se studio luego la transferencia de carga fotoinducida en un sistema colorante-ND utilizando el método TD-DFTB. En las figura se pueden ver la transferencia de carga para el sistema ND pasivado con H + PDI (colorante aceptor) y su estructura. Al incidir un láser en la dirección de máxima polarizabilidad con la energía de absorción del colorante el sistema experimenta una transferencia de carga ultrarápida en la que el mismo se carga negativamente mientras que el nanodiamante adopta valores positivos. Se genera de esta forma un fotorreductor fuerte con un par electrón hueco bien separado y estable aún sin acoplamiento vibracional.