Fluctuaciones en el Gap HOMO-LUMO en Nanotubos de Carbono cortos en solventes polares

RUIZ, CARLOS; DALOSTO, S

Montevideo Uruguay

Congreso; II Reunión Conjunta Sociedad Uruguaya de Física y Asociación Física Argentina; 2011

El uso de materiales basados en carbono, como por ejemplo grafeno y nanotubos están siendo utilizados ampliamente en catálisis, nanoelectrónica y sensores. En cualquiera de esas aplicaciones el medio ambiente puede contener moléculas polares que afectan la sensibilidad y selectividad del dispositivo. Por eso, en este trabajo nos enfocamos en estudiar las propiedades electrónicas y magnéticas de nanotubos de carbono de dimensiones finitas menores a 2.2 nm (FS-CNT) con quiralidad zigzag y terminados con átomos de hidrógeno, debido a las fluctuaciones temporales y espaciales de una caja periódica de moléculas de agua. Hacemos cálculos de primeros principios combinados con métodos de campo de fuerza clásicos (QM/MM) y de dinámica molecular clásica para computar cambios en el gap HOMO-LUMO en FS-CNT. Encontramos que en vacio el estado fundamental de un FS-CNT es antiferromagnetico y el gap HOMO-LUMO para ambos tipos de espín es degenerado. Perocuando el FS-CNT es embebido en agua la degeneración de espín se rompe, aunque si se conserva el estado antiferromagnético. Además, cuando las moléculas de agua fluctuan, el campo eléctrico producidas por ellas hace fluctuar el gap HOMO-LUMO para cada tipo de espín. Discutimos estos resultados y los comparamos con trabajos recientes hechos para grafeno[1,2]. [1] Dalosto, S. D. and Tinte, S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 4381. [2] Hod, O.and G. E. Scuseria, G.E. ACS Nano 2008, 2,2243.