Publicación:

Determinación por primeros principios de la capacitancia cuántica de nanotubos de óxido de titanio

Resumen

En este estudio se determinó la capacitancia cuántica mediante primeros principios en un cristal de dióxido de titanio en fase anatasa y en diversos modelos de nanotubos del mismo material. Los nanotubos fueron seleccionados por su relevancia en aplicaciones tecnológicas y por su caracterización previa por el grupo de investigación CIMBIOS. Para el análisis se empleó la teoría del funcional de la densidad (DFT) como marco teórico. Las simulaciones se realizaron con el software VASP, utilizando diferentes fuentes cristalográficas para modelar el cristal base y construir los nanotubos. Se revisaron estudios recientes sobre la determinación de la capacitancia cuántica en otros sistemas, adoptando y adaptando los métodos propuestos en la literatura. Debido a que la capacitancia cuántica es aún un fenómeno en exploración, con resultados experimentales que carecen de una explicación teórica completa, se emplearon dos enfoques. El primero, bien establecido, se basa en la relación entre la densidad de estados y la capacitancia. El segundo, desarrollado en este trabajo, se apoya en la teoría moderna de la polarización para estimar la capacitancia, aportando una metodología novedosa. Los resultados obtenidos a través de ambos métodos muestran buena concordancia con datos experimentales previos, lo que refuerza la validez de los modelos y plantea nuevas oportunidades para el diseño de dispositivos basados en nanotubos de TiO2.