Efecto de las interacciones débiles en sistemas extendidos y aplicación de inteligencia artificial en sistemas bimetálicos - Avelar Robledo, Joana (Universidad Autónoma Metropolitana, 2019)
Se estudió el efecto de las interacciones tipo vdW en la descripción de las propiedades del bulto y la superficie de los metales Ni, Cu, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt y Au con los funcionales de xc PBE, BEEF-vdW, optPBE-vdW, optB88-vdW, C09x-vdW y vdW-DF2. Los cálculos se llevaron a cabo en el contexto de la TFD con los paquetes computacionales GPAW y ASE, se usaron ondas planas como conjunto de funciones de base, en tanto, la descripción de los cores atómicos fue hecha con el método PAW. Los resultados mostraron que el funcional C09xvdW es el que reproduce mejor los valores experimentales de las propiedades estudiadas, mientras que el funcional vdW-DF2 es el que peor las describe. Así mismo, se estudió la adsorción de etilenglicol en una superficie de Au (111) con diferentes grados de cobertura y los funcionales C09x-vdW y BEEF-vdW. Para cada uno de estos sistemas se identificaron las interacciones de las moléculas con la superficie, mediante la teoría de átomos en moléculas y el índice de interacciones no covalentes. De la misma manera que el etilenglicol en Au (111), se analizó la adsorción de imidacloprid sobre una superficie de grafeno. Se encontró que las interacciones que gobiernan en el sistema etilenglicol/Au (111) fueron de tipo vdW, mientras que, en el caso de imidacloprid y grafeno, la interacción es mediante enlaces de hidrógeno. Finalmente, se planteó una estrategia para determinar estructuras de nanopartículas bimetálicas mediante el método ET OP y técnicas de aprendizaje automatizado. Se obtuvo una muestra representativa de 6250 estructuras de las nanopartículas de PdAu con 140, 338 y 664 átomos. La optimización de estructuras se hizo con el potencial EMT implementado en ASE. Además, para cada tamaño de nanopartícula se probaron diferentes concentraciones de Au, con el fin de evaluar transferibilidad de parámetros de la energía topológica de nanopartículas pequeñas a más grandes. Por otra parte, del análisis NCI de la superficie de Au (111) y de ix una cara con el índice de Miller (111) de la nanopartícula de Pd70Au70, se encontró que las interacciones de vdW tienen mayor presencia en la nanopartícula que en la superficie. Por lo que es importante considerar en el estudio teórico de estos sistemas, funcionales de intercambio y correlación que contengan correcciones de dispersión.; The effect of van der Waals (vdW) interactivos on describen bulk and surface properties of metals Ni, Cu, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, and Au was studied. Calculations were carried out with PBE, BEEF-vdW, optPBE-vdW, optB88-vdW, C09x-vdW, and vdW-DF2 exchangecorrelation functionals. The interaction between valence and frozen core electrons was accounted by using the projector augmented wave (PAW) method, and plane-waves as basis set. Results showed that C09x-vdW had the best agreement with respect to experimental values of the properties analized, while vdW-DF2 was the worst to describe them. Besides, the adsorption of ethylene glycol on Au(111) at different percent of coverage with exchange-correlation functionals C09x-vdW and BEEF-vdW. The interactions between molecules and surface were identified through Atoms in Molecules Theory and Non-Covalent Interactions method for each system. We found that vdW interactions play an important role on the description of ethylene glycol adsorption on Au(111). For the coverages tested here, we discovered that hydrogen bonds keep the molecules jones among them, while vdW forces are predominant interactions between molecules and metallic surface. Similarly to this system, we analyzed the adsorption of Imidacloprid on graphene. The results indicate that hydrogen bonds are predominant interaction in the interphase. Finally, we suggested a strategy to determine structures of PdAu nanoparticles applying ET OP method and machine learning methods. We obtained a representative sample of 6250 structures of nanoparticles with 140, 338 and 664 atoms. The optimization of these structures were made with EMT potential in ASE. Besides, we tested different compositions of Au for each nanoparticle size. This proof was made to evaluate the transferability of topologic energy parameters from small to bigger sizes. On other hand, we made an NCI analysis of the Au(111) surface and a nanoparticle face with index Miller (111). This study exhibited xi a higher presence of vdW interactions in nanoparticle than Au(111) surface. Consequently, in theoretical calculations of nanoparticles will be very important to consider exchangecorrelation functionals that account for dispersion corrections.