FORO DE
“CIENCIA Y TECNOLOGÍAS CUÁNTICAS”
Foro “Ciencias y tecnologías cuánticas” martes 15 de Julio de 2025, 12:30 a 14:30 h Sala W-01, Edificio “W” planta baja
“Estados Excitados y Control de Propiedades Luminiscentes de Materiales” Dr. Luis Gutiérrez Arzaluz
Cinvestav-Zacatenco, Ciudad de México, México
Resumen
El uso de materiales foto-responsivos como sensores o materiales emisores de luz ha tenido un auge sin precedentes en los últimos años, desde métodos de detección de contaminantes, pruebas biológicas, hasta LEDs y sistemas de autentificación. Estas propiedades luminiscentes están reguladas por la dinámica entre los distintos estados electrónicos del sistema. La competencia con procesos no-radiativos, transferencia de energía y rigidizar de las estructuras, entre otros fenómenos alteran esta capacidad de emitir luz en los materiales.
Entender estos procesos es fundamental para poder regularlos y modificarlos en nuestro beneficio. Sin embargo, el estudio computacional de sistemas en estados electrónicos excitados representa un reto técnico debido a la cantidad de posibles estados energéticos con diferentes multiplicidades involucrados, lo que hace su análisis un trabajo complejo y computacionalmente costoso. Hoy en día existen diversas aproximaciones para sortear estos obstáculos y tener excelentes aproximaciones del comportamiento de sistemas capaces de absorber y emitir luz.
En este trabajo se presentan algunos casos de estudios computacionales y experimentales de fenómenos fotoinducidos en moléculas orgánicas y entramados organometálicos (MOFs) y su estrecha relación con la modificación de sus propiedades luminiscentes a través de la exploración de la naturaleza y orden de los estados electrónicamente excitados, además de la influencia en dichas propiedades de interacciones intermoleculares en compositos y con analitos. El entendimiento y control de la dinámica de los estados excitados de estos sistemas abre una puerta al diseño de mejores materiales, más sensibles, selectivos y brillantes para su uso en nuestra vida diaria.
Foro “Ciencias y tecnologías cuánticas” martes 15 de Julio de 2025, 12:30 a 14:30 h Sala W-01, Edificio “W” planta baja
“Quantum Mechanical Insight into Melting: Aluminum Clusters” Dr. Andreas M. Kӧster
CINVESTAV, Ciudad de México, México
Resumen
La termodinámica de la fusión macroscópica se describe con precisión mediante la ecuación de Clausius- Clapeyron. Sin embargo, con el auge de la nanociencia, la fusión de sistemas finitos ha cobrado cada vez más importancia. Durante las últimas dos décadas, se han desarrollado en varios laboratorios técnicas experimentales para el estudio preciso de la fusión de cúmulos metálicos seleccionados de pequeño tamaño. La fusión de cúmulos de sodio [1] y aluminio [2] se ha estudiado en detalle. Sorprendentemente, la descripción teórica de estas transiciones de fusión requiere simulaciones químicas cuánticas ab-initio [3].
En esta charla, presentaré la teoría del funcional de la densidad auxiliar deMon2k [4], los primeros principios de revenido paralelo, la dinámica molecular de Born-Oppenheimer (PT-BOMD) [5] y simulaciones de cúmulos de aluminio seleccionados. Se demostrará que es posible realizar una predicción cuantitativa de las curvas de capacidad térmica de sistemas finitos a partir de simulaciones PT-BOMD con el método de estructura electrónica utilizado. Se analizarán en detalle las particularidades de los cúmulos individuales y las familias de cúmulos, comparándolas con los resultados experimentales disponibles y su interpretación en la literatura. Se desarrollará un modelo mecánico cuántico para la fusión de sistemas finitos.
Referencias:
[1] M. Schmidt, R. Kusche, B. v. Issendorff, H. Haberland, Nature 393 (1998) 238.
[2] G.A. Breaux, C.M. Neal, B. Cao, M.F. Jarrold, Phys. Rev. Lett. 94 (2005) 173401.
[3] J.M. Vásquez-Pérez, G.U. Gamboa, D. Mejía-Rodríguez, A. Alvarez-Ibarra, G. Geudtner, P. Calaminici, A.M. Köster,
J. Chem. Phys. Lett. 6, (2015) 4646.
[4] M. Díaz-Tinoco, R. Flores-Moreno, B.A. Zúñiga-Gutiérrez, A.M. Köster, J. Chem. Theory Comput. en prensa;
Véase también http://www.demon-software.com
[5] F. Louisnard, G. Geudnter, A.M. Köster, J. Cuny, Theor. Chem. Acc. 140, (2021) 95.
Dr. Luis Gutiérrez Arzaluz
Departamento de Química CINVESTAV-Zacatenco, Ciudad de México, México
Realizó sus estudios de licenciatura como Químico en la Universidad Autónoma del Estado de México. Posteriormente realizó su maestría y doctorado en la Universidad Nacional Autónoma de México. Al finalizar, realizó una estancia postdoctoral en la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) en Arabia Saudita. Durante esta estancia estudió las propiedades ópticas y electrónicas de materiales avanzados basados en perovskitas y entramados organometálicos (MOFs) mediante espectroscopía resuelta en tiempo y de partícula individual, para aplicaciones en celdas solares, escintiladores de rayos X y sensores, en vinculación con Aramco. Ha colaborado con instituciones como la Universidad de Texas en San Antonio y la Universidad Politécnica de Hong Kong, entre otras. Desde el 2020 es miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores, nivel I y ha participado como revisor de proyectos de investigación del CONAHCyT. Ha publicado más de 60 artículos (con más de 1900 citas) y una patente. Además, ha participado como supervisor técnico de tesis de licenciatura y ha participado en la impartición de cursos de posgrado. Sus investigaciones se centran en el estudio experimental y teórico de fenómenos fotoinducidos y propiedades luminiscentes de materiales compuestos de nanopartículas y moléculas orgánicas para su uso en imagenología.
Dr. Andreas M. Kӧster
CINVESTAV, Ciudad de México, México
Andreas M. Kӧster nació en Steinhude, Alemania, en 1964. Estudió química en Hannover, donde recibió su diploma en 1989 con un trabajo de tesis sobre aromaticidad. Obtuvo su título de doctor rerum naturalium en Química Teórica bajo la supervisión del Prof. Karl Jug en la Universidad Leibniz de Hannover en 1992 con un trabajo sobre reactividad química. Realizó una corta estancia de investigación después de la disertación con el Prof. Roman Nalewajski en Cracovia, Polonia, lo introdujo a la teoría funcional de la densidad. A principios de 1993 comenzó su investigación postdoctoral con el Prof. Dennis R. Salahub en Montreal, Canadá. Desde entonces, está involucrado en la implementación técnica y el desarrollo del código deMon de la teoría funcional de la densidad. Con base en este trabajo, un importante interés de investigación se convirtió en el desarrollo de aproximaciones integrales moleculares de primeros principios. En 1995, Andreas M. Kӧster regresó a Alemania para iniciar una habilitación, financiada por la Deutsche Forschungsgemeinschaft. Durante los cuatro años siguientes, desarrolló un nuevo método funcional de la densidad con funciones auxiliares, que posteriormente sentó las bases de una nueva versión del código deMon, ahora denominado deMon2k. Tras finalizar la habilitación en 1999, se trasladó al centro de investigación CINVESTAV en México para ocupar un puesto de profesor titular de Química Teórica. Sus intereses de investigación son, entre otros, el desarrollo de métodos teóricos del funcional de la densidad y sus aplicaciones a problemas fundamentales de la química. El Dr. Kӧster es el autor principal de deMon2k, un código informático de química cuántica utilizado por cientos de investigadores de todo el mundo. Ha publicado más de 150 artículos de investigación revisados por pares que han recibido más de 5000 citas. Ha impartido más de 150 conferencias invitadas en congresos internacionales, universidades y centros de investigación. Recibió varios reconocimientos entre ellos el premio Leibniz del Ministerio de Ciencia y Arte de Baja Sajonia y la beca CARÁCTER-III del CONACYT. Fue miembro de la Studienstiftung des Deutschen Volkes, Fonds der Chemischen Industrie y Deutschen Forschungsgemeinschaft.
