Este Proyecto se enfoca en describir la estabilidad estructural y las propiedades electrónicas y magnéticas, así como los procesos fisicoquímicos que suceden en superficies debidas al crecimiento por capa atómica, catálisis heterogénea, o catálisis mejorada por la introducción de un solo átomo a través de herramientas computacionales basadas en la teoría del funcional de la densidad. Este proyecto se desarrolla en colaboración directa con grupos de investigación experimental y se divide en dos apartados. El primero se enfoca en obtener evidencia teórica que explique o sustente resultados experimentales por microscopia de efecto túnel (STM), difracción de electrones de alta energía (RHEED) y microscopia de transmisión de electrones (TEM). De gran interés son las reconstrucciones superficiales inducidas por átomos o re-arreglos atómicos locales, los arreglos magnéticos colineales y no-colineales inducidos en superficies e interfaces, y la estructura atómica de uniones túnel magnéticas. Dichos sistemas tienen aplicaciones en el campo de la espintrónica, principalmente en dispositivos de almacenamiento de datos.
La segunda parte se enfoca en describir a escala atómica la cinética de reacción, las barreras de energía, y el paso limitante en procesos de crecimiento por capa atómica y procesos catalíticos en superficies metálicas, con énfasis en catálisis heterogénea mejorada por incorporación de un solo átomo metálico. La descripción teórica de estos procesos servirá de sustento o explicará resultados experimentales de diversos grupos de investigación nacionales e internacionales.
Con este proyecto se contribuirá al conocimiento de materiales con aplicaciones específicas. Se impactará internamente en el CNyN a través de la colaboración con investigadores de diversos departamentos. Nanoestructuras, Nanocatálisis, Fisicoquimica de Nanomateriales. Además se tiene colaboración internacional con Investigadores experimentales de Ohio University, Ohio State University, UES inc, Ohio, University of California Riverside, EMPA Swiss Laboratories, Duy Tan University, Universidad Federal do Parana.
Las lineas de investigación de este proyecto son base para la formación del nuevo Departamento de Modelación de Nanomateriales en el CNyN y el ya existente Laboratorio Virtual de Modelado de Materiales (lvmm.mx).
Con el desarrollo de esta proyecto se espera por lo menos obtener 4 artículos por año, agradecimientos en tesis y en resumenes de eventos internacionales.
Se contribuirá a la descripción atómica de procesos catalíticos, ALD, y procesos de difusión en diversos materiales con diversas aplicaciones tecnológicas.