Cálculo teórico de propiedades de nanocontactos
metálicos puros y modificados
P. Vélez, J. Olmos, O. Oviedo, M.M. Mariscal, S.A. Dassie, E.P.M.
Leiva *
INFIQC, Unidad de
Matemática y Física, Facultad de Ciencias Químicas,
Universidad Nacional
de Córdoba, 5000 Córdoba, Argentina.
Los nanoalambres moleculares suspendidos, o más
propiamente hablando nanopuentes o
nanocontactos pueden ser fabricados de diferentes maneras, como por ejemplo uniones
por ruptura mecánica(break-junctions), deposición metálica, agujereado por
haces de electrones o formación espontánea de puentes moleculares. Estos
contactos, hechos de cadenas atómicas, moléculas o probablemente ambos, exhiben
una cantidad importante de propiedades sorprendentes, como conductancia
cuantizada, resistencia diferencial negativa y fuerza de ruptura cuantizada. En
el caso particular de electroquímica, aparte del control de la diferencia de
potencial entre una punta y un sustrato, existe la posibilidad de controlar la
diferencia de potencial entre la superficie y un electrodo de referencia
mediante un bipotenciostato, lo que abre una
interesante gama de posibilidades. A pesar de que la investigación
experimental en esta área ha crecido exponencialmente, proveyendo respuestas a
numerosas preguntas emergentes, un incremento del trabajo teórico en esta área
aparece como necesario para proveer información detallada sobre aspectos que no
pueden abordarse directamente por los experimentos. Uno de estos problemas es
el de la estructura del nanocontacto en sí mismo, y del problema estrechamente
relacionado de su estabilidad. En el
presente trabajo atacamos este ultimo punto mediante cálculos a partir de
primeros principios usando el programa SIESTA[1], y simulaciones de dinámica
molecular con potenciales de interacción semiempíricos. En el caso de cálculos mecanocuánticos, éstos
son muy útiles para proveer información de la estructura electrónica del
sistema y dar información muy precisa del enlace de las partículas, así como
sobre las fuerzas involucradas en la generación de los nanocontactos. En el
caso de los cálculos empleando mecánica clásica, a pesar de que la información
energética no es tan precisa, se gana conocimiento sobre las configuraciones
que pueden surgir en base al movimiento térmico de las partículas. Consideraremos
sistemas metálicos puros, así como la intercalación de especies atómicas y
moleculares en los nanoalambres.
[1] J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, D. Sánchez-Portal, J. Phys.: Condens. Matter 14 2745 (2002).
