Density-functional theory studies on the diamond surfaces and effect of hydrogenation and surface carbon vacancies on the atomic and electronic structure

Abstract

Comprender las propiedades físico-químicas de las superficies de nanodiamantes (ND) es de fundamental importancia con muchas aplicaciones potenciales como administración de fármacos, nanoelectrónica molecular y semillas para hacer crecer películas delgadas de diamantes. El control atómico en la superficie ND es la clave para aplicaciones exitosas, como la administración de fármacos y la catálisis química. A continuación, presentamos un estudio de la estructura atómica y electrónica de las superficies de diamante (111) y (110). Se han realizado simulaciones de la teoría funcional de la densidad (DFT) con el fin de calcular la estructura atómica y electrónica de la estructura cristalina y las reconstrucciones de las superficies. En estos cálculos de DFT, también se empleó la polarización de espín para explorar posibles configuraciones magnéticas. Además, también proporcionamos espectros de fotoelectrones ultravioleta (UPS), imágenes simuladas de microscopía de túnel de barrido (STM) y funciones de trabajo de las superficies energéticamente más favorables. Finalmente, las superficies de los diamantes muestran interesantes propiedades electrónicas y magnéticas al interactuar con los átomos de hidrógeno.