Producción y simulación de nanotubos de carbono crecidos por la técnica deposición química de vapores optimizada por plasma

Se realizó la producción de Nanotubos de Carbono (NTC) por la técnica Deposición Química de Vapores (CVD) y su simulación utilizando la Teoría de Funcionales de Densidad (DFT), con el fin de estudiar estas estructuras en su nivel fundamental, dadas las amplias e importantes aplicaciones de los mismos en múltiples sectores de la salud, la industria, el medio ambiente, ciencia básica etc., las cuales han llevado a reconocerlos como el nanomaterial quintaesencia desde su descubrimiento. El estudio realizado permite establecer las áreas de estudio para las cuales los Nanotubos producidos pueden tener mayores proyecciones de interés científico e innovador. Se establecieron las condiciones físicas de presión y temperatura del sustrato, adecuadas para el crecimiento de NTC por la técnica CVD y PECVD en el reactor diseñado así como se obtuvo la caracterización de propiedades estructurales, morfológicas y composición química de los Nanotubos obtenidos. Complementariamente, fueron simulados los cambios en la energía total, espectros vibracionales, distribución de carga, orbitales moleculares y densidad total de electrones, sufridos por los NTC de Pared simple en un tipo de nanotubo armchair y otro tipo zigzag mediante simulaciones basadas en DFT. Se estudió igualmente el cambio en estas propiedades al dopar dichos nanotubos con átomos de Nitrógeno. Como producto de la descarga CVD se obtuvieron nanotubos de carbono de Pared simple de alrededor de 1 nm de diámetro. Las simulaciones han permitido comparar el comportamiento de los orbitales moleculares de NTC de pared simple con quilaridad armchair y zigzag, cuando en su estructura se sustituyen átomos de carbono por átomos de nitrógeno, encontrando cambios significativos en la energía y ubicación de sus orbitales moleculares. La energía total presenta una relación lineal con el aumento de átomos de N en la pared. Para nanotubos con pequeñas cantidades de nitrógeno, los orbitales tipo HOMO se encuentran principalmente alrededor del átomo de nitrógeno, efecto que se pierde conforme el número de átomos de nitrógeno aumenta. Los espectros vibracionales simulados y los experimentales coinciden en las bandas Raman características, observándose la aparición de nuevas bandas en el espectro simulado cuando hay presencia de átomos de N, las cuales han sido reportadas experimentalmente en la literatura. El sistema CVD y PECVD implementado, permite la producción de NTC, cuyo espectro Raman coincide por los reportados por otros autores, y con los simulados mediante DFT. La introducción de átomos de N en la estructura del NTC modifica sustancialmente sus propiedades electrónicas (Texto tomado de la fuente)

• Autores: Alzate López, Gonzalo Iván
• Fecha de publicación: 2011
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/7208
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/7208; http://bdigital.unal.edu.co/3541/
• Palabra clave: 53 Física / Physics; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Nanotubos de Carbono, Nanotecnología, Nanoestructuras, CVD, PECVD, DFT, Carbon nanotubes, Nanotechnology ,Nanostructures, CVD, PECVD, DFT
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional