Nonadiabatic effects in adsorbate-surface interactions from first principles

Abstract

El objetivo principal de esta tesis es el estudio de la dinámica de adsorbatos sobre superficies metálicas. Estos procesos son importes para varias aplicaciones industriales y tecnológicas, como la síntesis de materiales, la catálisis heterogénea y la nanoelectrónica. El proceso que subyace en la interacción adsorbato-superficie es el acoplamiento entre los electrones de la superficie con el adsorbato en movimiento, lo que se conoce como acoplamiento no adiabático. En esta tesis nos concentramos en dos aspectos particulares de dicho acoplamiento: la dinámica de relajación de adsorbatos en superficies debida a excitaciones electrónicas y la inducción de reacciones por corrientes de electrones inelásticos. Como ejemplos del primer tipo proceso estudiamos (i) la termalización de H, N, y N2 sobre Pd(100), Ag(111) y Fe(110), respectivamente, empleando dinámica molecular ab initio con fricción electrónica (AIMDEF), y (ii) la relajación vibracional de una capa ordenada de CO sobre Cu(100) mediante teoría de perturbaciones de muchos cuerpos. En lo referente al segundo tipo de proceso, proponemos un modelo teórico para describir la tautomerización de porphyceno sobre Cu(111) inducida por una punta de microscopio de efecto túnel.