Estudio teorico de la geometria optima y las principales interacciones en la adsorcion de ciclopenteno sobre Si(001)

I. LOPEZ CORRAL, E. GERMAN, G.P. BRIZUELA, A. JUAN

La Plata

Encuentro; FyQS IV 4° Encuentro de Fisica y Quimica de Superficies La Plata; 2009

Univ. Nac. de La Plata

En el presente trabajo se estudio teoricamente la adsorcion de ciclopenteno (C-CSH8) sobre una  superficie semiconductora de Si(001), de especial interes en el desarrollo de sensores quimicos,  dispositivos electronicos moleculares y un gran número de aplicaciones biotecnologicas [1]. Con  este fin se aplicaron tanto el metodo semiempirico ASED-MO como el de primeros principios DFT,  implementados respectivamente con los programas YAeHMOP [2] y ADF [3]. En primer termino  se obtuvieron el sitio y la geometria preferenciales de adsorcion, haciendose uso de un cluster  formado por 41 atomos de silicio. Luego se analizaron las principales interacciones atomicas del  sistema, utilizandose en este caso un modelo periodico de slab sobre el que se obtuvieron valores de  poblacion de solapamiento correspondientes a enlaces y orbitales atomicos.  Se observo que el ciclopenteno se adsorbe preferentemente sobre el sitio di coordinado asumiendo  una estructura plana, a escasa distancia de equilibrio con respecto a la superficie de Si. Durante la  adsorcion se forman nuevos enlaces H-Si y C-Si, con participacion destacada de los orbitales 2pz  especialmente en el caso de los atomos de C olefinicos. Se verifico asimismo que el proceso  provoca una significativa disminucion en la fortaleza de los enlaces C=C (54 %), C-C (40 %), C-H  (36 %) del ciclo y de los enlaces Si-Si (95 %) cercanos al sitio dicoordinado, de forma analoga a la  observada sobre otras superficies semiconductoras como el Ge(OOl). Por último se evaluaron curvas  DOS y OPDOS sobre los enlaces y orbitales atomicos responsables de la quimisorcion,  corroborandose las observaciones anteriores.