Simulación de Crecimiento de Nanopartículas de ZnO con aplicación en Nanotecología

En el contexto actual, los materiales semiconductores juegan un papel importante en el desarrollo tecnológico por sus múltiples aplicaciones en electrónica, optoelectrónica, óptica, mecánica y bioquímica, además de poseer grandes aplicaciones en nanotecnología y biotecnología. El ZnO es un semiconductor del grupo VI-II, con estructura cristalina wurtzita. Cada compuesto semiconductor posee propiedades específicas. En este sentido, el ZnO se presenta como uno de los materiales de mayor proyección científica por su gran variedad de aplicaciones en diferentes campos de la ciencia, en las que se destacan el uso de este como transistor, LED ultra violeta, en celdas solares, cargadores piezoeléctricos y como agente anti patógeno para varias especies de hongos y bacterias. Para conocer más a fondo el comportamiento de este material, es de gran interés estudiar sus condiciones de crecimiento, porque dependiendo de éstas, cambia la morfología del compuesto. Estas variaciones permiten obtener diferentes aplicaciones del ZnO. A partir de esto se pretende estudiar las condiciones de crecimiento adecuadas para obtener nanoestructuras de ZnO, para esto es necesario el uso de herramientas computacionales que permitan crear un modelo cercano al crecimiento obtenido a través de una técnica experimental. Para el estudio de la dinámica del crecimiento se utilizo el codigo LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) sobre la plataforma Linux-Ubuntu, la interacción entre los átomos fue mediada por el potencial ReaxxFF para el ZnO, el control de temperatura fue definido por el termostato de Langevin. Con las simulaciones teóricas, se espera analizar el comportamiento vibracional de cada morfología, observar los cambios que se puedan presentar entre ellas y compararlos con espectros de vibración obtenidos experimentalmente. Los resultados obtenidos permiten conocer las condiciones de síntesis para lograr nanoestructuras funcionalizadas con potenciales aplicaciones en el diagnóstico médico y en el desarrollo de la biotecnología. Tanto para átomos como para dímeros distribuidos aleatoriamente se obtuvo una temperatura favorable de crecimiento alrededor de T400K, aunque el parámetro que determina la movilidad atómica variaba entre cada distribución. A partir del análisis de la influencia del pH en el crecimiento se puede concluir que los átomos de hidrógeno impiden el crecimiento adecuado de las estructuras de ZnO. Por último se corroboró la veracidad del modelo a partir del cálculo de propiedades vibracional es de nanovaras de ZnO comparándolas con resultados experimentales, obteniendo coherencia en los resultados (Texto tomado de la fuente)

• Autores: Sánchez Ospina, Néstor Eduardo
• Fecha de publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/59861
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/59861; http://bdigital.unal.edu.co/57626/
• Palabra clave: 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science; 53 Física / Physics; Simulación de crecimiento; Nanoparticulas ZnO; Cálculos vibracionales; Modos vibracionales; Semiconductores; Growth simulation; ZnO nanoparticles; Vibrational calculations; Vibrational modes; Semiconductors
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional