Aca - Departamento de Física - Universidad Técnica Federico Santa ...

V Encuentro Sud Americano de Colisiones Inelásticas en la Materia
Canalización cuasiplanar de protones energéticos en incidencia normal sobre
nanotubos de carbono de pared múltiple
Jorge E. Valdés 1 , Isabel Abril 2 , Cristian D. Denton 2 , P. Vargas 1 , E. Figueroa 1 , Néstor R. Arista 3 , Rafael
Garcia-Molina 4
1 Laboratorio de Colisiones Atómicas, Departamento de Física, UTFSM, Valparaíso 2390123, Chile
2
Departament de Física Aplicada, Universitat d'Alacant, E-03080 Alacant, España
3 Centro Atómico Bariloche, División Colisiones Atómicas, S.C. de Bariloche, Argentina
3
Departamento de Física – Centro de Investigación en Óptica y Nanofísica, Universidad de Murcia,
E-30100 Murcia, España
corresponding author: ias@ua.es
Por sus reducidas dimensiones, así como
por sus singulares propiedades electrónicas, mecánicas
y magnéticas, los nanotubos de carbono
(CNT) son materiales de gran interés en diversas
áreas de la física, ciencia de materiales o
biomedicina [1]. Entre sus posibles aplicaciones
podemos citar la fabricación de transistores de
efecto campo, así como memorias y sensores, o
la utilización en materiales de alta resistencia
mecánica, tales como puntas para microscopios
de fuerza atómica y nano-electrodos para dispositivos
ópticos [2]. Además, debido a que los
nanotubos de carbono pueden comportarse como
metales o semiconductores con un ancho de
banda variable, dependiendo de su estructura
(diámetro o quilaridad), y a su tamaño nanométrico,
los CNT son candidatos ideales como materiales
en nanoelectrónica [3].
Por otra parte, está bien establecido que
los haces de partículas energéticas (iones y electrones)
son capaces de modificar la estructura y
las propiedades de los nanotubos de carbono de
forma controlada y con precisión casi atómica
[4], por ello, es importante conocer cómo los
haces de partículas energéticas depositan energía
en los CNT.
En este trabajo simularemos la interacción
de haces de protones, con energía E 0 = 10 keV,
al incidir sobre nanotubos de carbono de pared
múltiple (MWCNT), perpendicularmente a su
eje, tal y como se muestra en la figura 1.
Figura 1
Para ello, utilizaremos una simulación
semiclásica que permite calcular las trayectorias
del proyectil a través de un MWCNT. La interacción
de los protones con los átomos de carbono
del nanotubo se ha modelado mediante un
potencial empírico repulsivo. La pérdida de
energía electrónica se incluye a través del modelo
no lineal de funcional densidad (DFT) para un
gas de electrones, junto con la aproximación de
densidad electrónica local [5].
Nuestra simulación predice que la distribución
de pérdida de energía de los protones,
medida en la dirección de incidencia, muestra
dos picos bien diferenciados. El pico de menor
pérdida de energía se atribuye a los protones que
se mueven con gran parámetro de impacto, b
(medido desde el eje del CNT, tal como se representa
en la fig.1), los cuales han sufrido canalización
cuasiplanar cerca de los bordes del na-
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