Computational modelling of tio2 and mg-silicate nanoclusters and nanoparticles - crystallinity and astrophysical implications
- Autores: Antoni Macià Escatllar
- Directores de la Tesis: Stefan T. Bromley (dir. tes.), Frances Illas Riera (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Albert Rimola Gibert (presid.), Konstantin Neyman (secret.), Ciska Kemper (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Teórica y Modelización Computacional/Theoretical Chemistry and Computational Modelling por la Universidad Autónoma de Madrid; la Universidad Complutense de Madrid; la Universidad de Barcelona; la Universidad de Cantabria; la Universidad de Extremadura; la Universidad de las Illes Balears; la Universidad de Murcia; la Universidad de Oviedo; la Universidad de Sevilla; la Universidad de Vigo; la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea; la Universidad Jaume I de Castellón y la Universitat de València (Estudi General)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
En la presente tesis se estudian la estructura y propiedades de nano partículas de TiO2 y de silicatos de magnesio. Mediante cálculos de teoría del funcional de la densidad y cálculos de potenciales interatómicos se muestra, para TiO2, cómo la estructura de la nano partícula tiene un factor clave para entender la diferencia de energía entre la banda de conducción y la banda de valencia. Además, Comparamos la estabilidad energética de nano partículas de Anatasa con diferente geometría respecto a nano partículas y nano clúster amorfos, mostrando como la geometría de Wulff es energéticamente la más estable a partir de 2nm, pero para tamaños inferiores los clúster amorfos son más estables.
Para silicatos de magnesio, se describe la estructura, espectro infra-rojo y microondas de clúster de MgSiO3 y Mg2SiO4, así como la similitud del espectro infra-rojo en materiales cristalinos y amorfos de tamaños ~4 nm. Los resultados se comparan con los modelos usados para entender las propiedades del medio interestelar. Se muestra que para nano partículas de hasta algunos nanómetros de radio no es posible diferenciar el material cristalino del amorfo en base a espectroscopia infraroja. Finalmente, se calcula la intensidad de emisión en microondas (10-60 GHz) de nano clústers de silicatos de ~100 átomos y se demuestra a nivel teórico la capacidad de los silicatos como fuente viable de la emisión anómala de microondas.
