IV Coloquio de Simulaciones Computacionales en Ciencias

IV COLOQUIO DE SIMULACIONES
COMPUTACIONALES EN CIENCIAS

Por ocasión especial
Evento 100% VIRTUAL

Cursos cortos acerca de:
  1. Computación Cuántica
  2. Materiales Topológicos
  3. Dinámica Molecular Acelerada
unam nacion


Agradecimientos: Proyecto grupal DGAPA-PAPIIT IG200320

El Laboratorio Virtual de Modelación de Materiales del Centro de Nanociencias y Nanotecnología-UNAM, invita al IV Coloquio de Simulaciones Computacionales en Ciencias, el cual se realizará de manera VIRTUAL del 23 al 27 de Agosto del 2021.
 
Contaremos con una serie de pláticas plenarias de invitados nacionales e internacionales. Además, nuestros miembros e invitados ofrecerán cursos cortos Computación Cuántica, Materiales Topológicos y Dinámica Molecular Acelerada.

PROGRAMA

Ganadores Sesión de Estudiantes

Licenciatura: Valeria Ríos Vargas

Maestría: Leonardo Antonio Navarro Labastida

Doctorado: Ramón Ernesto Suárez Hernández

Los ganadores, por favor enviar correo con sus datos a lvmm@cnyn.unam.mx para hacerles llegar su premio.

Sesión de Estudiantes - Martes 24 de agosto

Properties of new two-dimensional materials of group VI

– Luz Mery Ramires Montes – Universidad del Norte, Barranquilla, Colombia

Resumen

Using the functional theory of density, we predict the stability of the selenium monolayer called selenene. Selenene is stable in the alpha phase, this phase can be obtained spontaneously from the three layers of selenium along the direction [001] of the trigonal structure of the volume. Next, a comparative study of the properties of selenene and telurene in the alpha phase was carried out. Calculations of mechanical properties show that Tellurene is a softer material than Selenene. The electronic structure calculated for both materials show a semiconductor character. Additionally, the effect of temperature on electrons and phonons was analyzed, observing that heat capacity, entropy and energy are sensitive to the increase in temperature, perceiving the interaction between the atoms that constitute it.

Estudios de la estabilidad térmica de la subunidad ß aislada del Bacillus PS3 por dinámica molecular

– Edgar Lopez Pérez – Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Cuajimalpa.

Resumen

La ATP-sintasa es una proteína que tiene un papel muy importante en el metabolismo celular. Esta enzima es responsable de catalizar la síntesis de Adenosín trifosfato (ATP) que, a su vez, es una molécula fundamental para la mayoría de reacciones celulares. Se ha demostrado que la subunidad ß aislada del organismo Bacillus PS3 (Tß) mantiene una estructura similar a la que se encuentra en el complejo de la ATP-sintasa. Por lo tanto, esta enzima es un buen modelo para estudiar su estabilidad y flexibilidad estructural. En este trabajo se estudia la estabilidad estructural de Tß y de cada dominio que la componen por dinámica molecular. En este estudio se muestra un proceso de desnaturalización a temperaturas elevadas, en el cual la estructura secundaria hoja ß es más estable que la alpha-hélice. Además, la estructura global de Tß se compacta a altas temperaturas y no tiende al estado desnaturalizado completamente extendido.

Estudio ab-initio de la adsorción e incorporaciónde cobalto en la superficie de AlN(0001)-(2×2)

– A. C. Martínez-Olguín – Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Instituto de Física.

Resumen

La espintrónica o magnetoelectrónica es una tecnología emergente enfocada en el desarrollo de materiales conocidos como semiconductores magnéticos diluidos (SMD), los cuales son útiles para el almacenamiento de información. El objetivo principal de los SMD es la coexistecia de las propiedades semiconductoras y magnéticas; por esta razón se construyen mediante la incorporación de un material magnético en un semiconductor no magnético [1,2]. En los SMD, destacan los semiconductores del grupo III-V por sus fuertes enlaces covalentes, dureza y alta estabilidad térmica y mecánica [3]; así como los elementos ferromagnéticos (Co, Ni, Fe) y sus aleaciones [4]. En este trabajo se reportan los estudios de las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas de la adsorción e incorpración de cobalto en la superficie AlN (0001)-(2×2). Los cálculos se realizaron con la teoría del funcional de la densidad (DFT) desarrollada en el código PWscf (Plane-Wave Self-Consistent Field) del paquete Quantum ESPRESSO [4]. Las interacciones electrón-ion se modelaron con pseudopotenciales y las energías de correlación-intercambio se trataron con la teoría de gradiente generalizado (GGA). Además se utilizó la corrección de Hubbard (GGA+U), dado que el Co es un metal de transición con electrones altamente correlacionados. Se estudió la adsorción de Co en sitios de alta simetría, con coberturas de 1⁄4a 1 monocapa (MC). Para la adsorción en la coberturas de 1⁄4 y 1⁄2 de MC los resultados mostraron que el sitio más estable es el T4. En la cobertura de 3⁄4, T4 es el sitio más estable originando la formación de trímeros. Finalmente, para 1 MC completa, se obtuvieron cadenas de tetrámeros. Todas las coberturas presentaron un comportamiento ferromagnético (FM). Respecto a la incorporación de Co con el Al como adátomo, para 1⁄4 MC el sitio T4 es el más estable con comportamientos FM. Para 1⁄2 y 3⁄4 de MC, nuevamente el sitio más estable es el T4 y con la alineación antiferromagnética (AFM). Para la MC completa, con T4 como el sitio más favorable, la alineación es no magnética. Finalmente en la incorporación de Co sin la formación de adátomos, la cobertura de 1⁄4 de MC reportó un comportamiento FM. Coberturas mayores presentaron un comportamiento AFM. Las energías de formación de superficie (SFE) demostraron que bajo condiciones ricas en Al, las incorporaciones de Co sin la formación de adátomos (1,2 and 4 Co Inc NA) son las más estables. La DOS y pDOS indica que las primera MC de las superficies es metálica y las capas inferiores son semiconductoras.

[1] H. Ohno, Making nonmagnetic semiconductors ferromagnetic, Science 281 (1998) 951.
[2] G.A. Prinz, Magnetoelectronics, Science 282 (1998) 1660.
[3]O.Ambacher,GrowthandapplicationsofGroupIII-nitrides,J.Phys.D:Appl.Phys.31 (1998) 2653.
[4]J.Mejía-López and A. Mejía-López, Propiedades magnéticas en nanoestrcuturas/Magnetic
properties in nanoestructures, Rev. Cub. Fis. 34 (2017) 80.
[5] P. Giannozzi et al, QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for
quantum simulations of materials, J. Phys. Condens. Matter. 21 (2009)395502.

Fases geométricas y no clasicidad tipo discordia cuántica en sistemas mixtos de aislantes topológicos

– Leonardo Antonio Navarro Labastida – Posgrado en Ciencias Físicas, CNYN-UNAM.

Resumen

En este trabajo de investigación se estudia el entrelazamiento y las correlaciones cuánticas como métricas del grado de no clasicidad de sistemas mixtos, y se analiza su conexión intrínseca con las fases geométricas o polarización eléctrica, en el modelo SSH simple y extendido. El entrelazamiento del sistema puro se calcula mediante el número de Schmidt y la fase geométrica a partir de la fase de Berry, por otro lado, en el ensamble termodinámico se introduce la métrica optimizada de la información cuántica de Fisher como medidor del grado de no clasicidad y en este caso la fase geométrica se cuantifica a partir de la matriz de densidad de estados mezcla. Además, se busca una relación con algunas cantidades termodinámicas asociadas como la entropía y el calor específico. En el sistema puro se encontró una correspondencia directa con las transiciones de fase topológicas, ya que el número de Schmidt presento puntos críticos justo en los cambios de fase geométrica, también se observó que el SSH extendido tiene un mayor grado de entrelazamiento que el SSH simple, ya que el hopping extra introducido a segundos vecinos genera una mayor interacción entre sitio-átomo en el que el electrón se puede encontrar. En cambio, en el ensamble termodinámico se tuvo una relación entre la métrica de Fisher y la polarización eléctrica, de tal manera que en la región topológica hay más correlaciones cuánticas, por lo tanto, esto genera una mayor robustez y protección en la información, debido a efectos de ruido térmico.

Estudio Teórico-Computacional de reacciones químicas de nanotubos de un nuevo alótropo de
Nitruro de Carbono

– Rodolfo González González – Universidad Autónoma de Nuevo León

Resumen

En los últimos años se ha estudiado el Nitruro de Carbono grafítico g-C3N4 por sus potenciales aplicaciones como fotocatalizador para rompimiento de la molécula de agua y en la descomposición de óxidos de Nitrógeno, entre muchas otras. Sin embargo, en un estudio previo encontramos que su estructura es inestable a presión y temperatura ambiente mostrando frecuencias imaginarias en su espectro fonónico. Además, propusimos un nuevo alótropo de Nitruro de Carbono, con estequiometría 1:1 y formaciones tipo espinas radiales (grupos Isociano). En el presente trabajo, estudiamos modelos de los nanotubos (3,0) y (5,0) y sus reacciones químicas con Cisplatino, NO, NO2, CO y CO2. Este estudio se basa en cálculos DFT y se analizan las Energías de adsorción y de amarre de las estructuras, sus espectros IR , Raman, UV y CD, además se incluye el análisis de cargas, las distancias de enlace y la función de localización del electrón (ELF).

Tít Estudio DFT de materiales 2D con estructura MX2 y MX3 (M=Cr, Fe, Mn y Ni, X=Cl, Br, I)

– Maria Camila Barrero Moreno – Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C. (CIMAV), Unidad Monterrey

Resumen

Los materiales 2D en los últimos años han sido de gran interés en la investigación debido a que muestran gran canti- dad de propiedades como: metales, semimetales, aislantes topológicos, semiconductores y aislantes. Estos materiales tienen aplicaciones para la espintrónica de baja dimensión y en memoria magnética. Comparando los cristales 2D con su estructura en bulto presentan variaciones en sus propiedades, por ejemplo: el grafeno se comporta como un semiconductor y el grato como un semimetal. Un grupo interesante dentro de los materiales 2D, se encuentran los materiales magnéticos, los cuales estuvieron ausentes al comienzo por su dicultad en la síntesis. Los cristales magnéticos 2D que se han estudiado no presentan magnetismo intrínseco, para poder inducir el magnetismo en dos dimensiones se plantean alternativas que involucran la ingeniera de defectos, deformación, adsorción adatom y dopaje. Además, se requieren desarrollar nuevas técnicas que permitan medir el magnetismo en dos dimensiones. Un tipo de materiales nanoestructurados 2D son los materiales MX2 y MX3 con X = Br, Cl y I. Estos grupos de materiales están poco estudiados, pero son potenciales materiales 2d debido a que en bulto son capas apiladas estables que interaccionan debido a la fuerza de Van der Waals. Usando la Teoría Funcional de Densidad (DFT) utilizando el paquete de simulación ab initio de Viena (VASP ), se realizaron los cálculos para la estructura cristalina, propiedades electrónicas y magnéticas de las monocapas MX3 y MX2. El intercambio electrón-electrón se trata en el marco de la aproximación de gradiente generalizado (GGA) (Generalized Gradient Approximation Made Simple), según lo propuesto por Perder-Burle-Ernzerhof (PBE) y las funciones de onda se describieron de acuerdo al método de onda aumentada (PAW). Se toma una energía de corte de 500 eV. La malla de puntos K se toma centrada en G. El criterio de convergencia de energía se estableció en 10−6 eV. De acuerdo a la densidad de estados se estableció una clasicación para los materiales MX3 y MX2 que es half metal FeX2, MnX3, N iX3,CoCl2 y CoBr2, semiconductores CrX3, F eX3, MnCl2 y semimetalicos CrX2 y CoI2. Se encontró que el carácter de los enlaces MX3 y MX2 son de carácter iónico, lo cual se corroboro de acuerdo a las cargas de Bader donde se muestra que los halogenos son aceptores y los metales de transición donadores. Y a partir de las energias obtenidas por DFT y con ayuda de los arreglos magnéticos se obtuvieron las constantes de intercambio magnético para los MX3 y MX2.

Estudios de la estabilidad de capas tipo sándwich del superconductor MgB2

– Monserrat Horta Salvador – Instituto Tecnológico Superior de Zacapoaxtla

Resumen

Actualmente existe un gran auge en la búsqueda de cristales bidimensionales los cuales pueden ser conductores, aislantes y semiconductores para obtener materiales con propiedades a la medida; el diboruro de magnesio (MgB 2 ) es un compuesto que presenta una estructura laminar tipo AlB 2 , una de las propiedades más sobresalientes de este material es la superconductividad, la sencillez de su estructura cristalina, su carácter inter metálico son factores que hacen interesante a este material. Se han realizado cálculos de la energía de formación de capas de MgB 2 tipo sándwich para determinar su estabilidad energética. Se han estudiado 2 sistemas, el Mg-B-Mg y el B-Mg-B. Para los cálculos se utilizó la teoría de los funcionales de la densidad (DFT), usando la aproximación del gradiente generalizado (GGA) para la energía de correlación e intercambio, así como esta implementado en el software QUANTUM ESPRESSO. Hemos encontrado que los parámetros estructurales del MgB2 en el volumen están en excelente concordancia con los datos experimentales, también hemos encontrado que las energías de formación nos indican que a medida que incrementa el número de capas en los sistemas tipo sándwich la estabilidad aumenta, siendo el sistema Mg-B-Mg más estable.

Conformational dependent adsorption of sorbitan ester surfactant over
copper and copper oxidized surfaces: A Density Functional Theory study

– Luis Enrique López González – Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, CICESE

Resumen

Society demands are accomplished through scientific and technologic development of advanced materials, among them, the viable implementation of renewable energy. To accomplish de deposition of atoms in specific regions of a surface can significantly improve developments in areas like catalysis, energy harvesting and device manufacture. Yet, it is still a great challenge for material scientists 1, 2 . The atomic layer deposition (ALD) process relays strongly in surface chemistry, providing an opportunity to limit growth to specific areas. One of the most studied approaches to accomplish selective ALD is to locally deactivate growth using self-assembled monolayers (SAMs) 1 . However, removal of the residual SAM is necessary for many applications, but it has not been well studied 3 . In this context, the search for novel molecules which are capable of deactivating a specific surface in a stable way and are easily removable is a mayor interest in order to improve selective deposition techniques. A promising candidate type of molecules are long chain esters of carbohydrates such as sorbitan derived esters, which are commonly used as surfactants in foods and cosmetics and are commercially known as spans. The aim of this work is to study the adsorption of the molecule sorbitan monoacetate (SMA) as a model of head group of sorbitan derived surfactants on the Cu (111) and the Cu 2 O (111) surface based on the self-consistent periodic density functional theory (DFT) calculations. In our study we included the most stable conformations for adsorption. Every selected configuration was evaluated considering the nature as electron-donating of the functional groups in the molecule and electron-withdrawing sites in the surface. The comparison between arrangements revealed interactions of different nature between the molecule and the studied surfaces. In order to understand the character of this interactions we studied the charge transfer between the formed molecule-surface bonds and the non-covalent interactions (NCI).

Propiedades estructurales, electrónicas y de transporte de nanocintas de fosforeno
azul saturadas con hidrógenos con y sin moléculas contaminantes

– Carlos A. Corona-Garcia1 – Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas”

Resumen

Debido al descubrimiento de materiales dos-dimensionales (2D), como el grafeno, principal exponente de estos sistemas, el interés en la búsqueda de diferentes materiales 2D creció significativamente. Esto debido a las restricciones que tiene el grafeno para su uso en dispositivos nanoelectrónicos, como la falta de una brecha energética intrínseca. Por esta razón surgieron propuestas de sistemas 2D a base de semiconductores, como lo es el siliceno y germaneno con excelentes propiedades ópticas, electrónicas, mecánicas y de transporte. Sin embargo, no logran alcanzar la eficiencia que presenta el grafeno, además, actualmente se busca disminuir el uso de los semiconductores cotidianos, como el silicio y germanio. En esta búsqueda, se descubrieron los alotropos del fosforo. Entre estos alótropos destaca el fosforeno azul (BlueP), el cual es un semiconductor de banda indirecta, con brecha energética de aproximadamente 2 eV y estructura tipo panal de abeja con enlaces zigzag [1]. En este trabajo se aplican la teoría del funcional de la densidad (DFT) y la función de Green fuera del equilibrio (NEGF) como se encuentran desarrolladas en el código computacional SIESTA y TRANSIESTA, respectivamente. Se estudian las propiedades estructuraless y de transporte. Se calcula la corriente como función del voltaje aplicado a nanocintas puras de fosforeno azul (BluePNR) saturadas con hidrógenos y BluePNR interactuando con moléculas contaminantes. Se consideraron tres moléculas: acetileno (C2H2), ozono (O3) y trióxido de azufre (SO3). Las moléculas de O3 y SO3 se quimisorben pero la molécula de C2H2 se fisisorbe. Los resultados muestran que las moléculas contaminantes modifican las propiedades electrónicas del BluePNR, adicionalmente a esto, las propiedades de transporte también se ven afectadas. En particular, las curvas de la corriente como función del voltaje aplicado sufren un aumento en la corriente, especialmente la molécula de C2H2 en comparación del sistema puro, las otras moléculas muestran un incremento pequeño en la corriente, pero a diferencia de otros casos de estudio, en los que las moléculas contaminantes disminuían las propiedades de transporte. Se aprecia que los resultados son favorables para el BluePNR con dichas moléculas. Esto abre la opción no solo de proponer al BlueP como sensor de moléculas sino también de aprovechar estas mismas moléculas para promover las propiedades de transporte.

[1] Z. Zhu and D. Tománek, Semiconducting Layered Blue Phosporus: A Computational Study,
Physical Review Letters, 112, 176802 (2014).

Sesión 1 - Miércoles 10 de agosto

– Fernando Rojas Íñiguez – Director Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM.

Platica 1

– Leonel Cota Araiza – Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM

Resumen

E0.

Platica 2

– José I. Paez Ornelas – Centro de Nanociencias y Nanotecnología

Platica 3

– Roberto Núñez González – Universidad de Sonora.

Resumen

Se ha 

Simulation vs understanding: A tension, and not just in our profession 

– Roald Hoffmann – Cornell University

Abstract

At times it feels like there is a wave, crashing down on us, and not just
in our field, quantum chemistry. The wave is driven by information technology; its
arms are machine learning, neural networks, and artificial intelligence. Soon
quantum computers are going to bring us exact numerical solutions to equations
which we have been struggling to solve. But those numbers — now hard-won, soon
easy to get — will provide close to zero understanding. To justify this provocative
statement, we need to define understanding, a jewel of human thought for
centuries. The ability to form explanations, to teach a student, play an important
part of the definition.
In this lecture, based on three essays with Jean-Paul Malrieu, we will move
from the words, and philosophical ideas around them, to the practical way in which
simulation interacts with experiment today. I will describe the feeling of being
beaten by computers, not just in playing chess or go, but in the process of
searching for a new chemical structure, The tension between simulation and
understanding is there, of course, not only in chemistry – I will give examples of
from economics, commerce, and “big data.” There are deep moral implications of
AI and IT for all of us. No solutions at the end, just a recognition of the problem,
and a plea to stay human. Chemistry’s streak of creation provides in that conjoined
future a passage to art and to perceiving, as Jean-Paul and I argue, the sacred in
science.

Título

– Miguel Avalos Borja – Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C. 

Resumen

Cs

Plática 6

– Eduardo Pérez Tijerina – Universidad Autónoma de Nuevo León.

Resumen

La .

Plática

– Dr. Sergio Fuentes Moyado – Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM

Resumen

La .

Conferencias - Jueves 11 de agosto

Plática 1

 

– Pawel Hawrylak  – University of Ottawa

Abstract

 In.

Plática 2

  Alvaro Posada Amarillas – Universidad de Sonora

Resumen

En.

Plática 3

– Joel Antúnez García – Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM.

Resumen

El.

Título

– Autor – Adscripción.

Resumen

Es.

Título

Autor – Adscripción

Resumen

Los

Título

– Autor – Adscripción.

Resumen

La .

Título

– Autor – Adscripción

Resumen

La .

Conferencias - Viernes 12 de agosto

Título

– Autor – Adscripción

Resumen

Ths.

Título

–Autor – Adscripción

Resumen

Li

Título

Íñigo Robredo Magro – Donostia International Physics Center DIPC, San Sebastián, España.

Resumen

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Título


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Resumen

Ls.

Título

–Autor – Adscripción

Resumen

Li

Título

– Autor – Adscripción

Resumen

E6

INVITADOS

SEVA

Salvador E. Venegas-Andraca

Tecnológico de Monterrey, Escuela de Ingeniería y Ciencias - The Unconventional Computing Lab.

COCO

Gregorio H. Cocoletzi

Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas”, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México.

RDM

Ricardo Díez Muiño

Centro de Física de Materiales, Centro Mixto CSIC-UPV/EHU & Donostia International Physics Center DIPC, Donostia – San Sebastián, España.

Adscripción

CADE

Carlos Alberto Duque Echeverri

Instituto de Física, Universidad de Antioquia, Medellin, Colombia.

Adscripción

VERO1

Veronica A. Jimenez

Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Andrés Bello, Chile.

ITE

Leobardo Itehua Rico

Coordinación de Supercómputo, DGCTIC, Universidad Nacional Autónoma de México.

TLAHUI

Alfredo Tlahuice Flores

Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Universidad Autónoma de Nuevo León, México.

ROGA

Rodrigo Galindo-Murillo

Medicinal Chemistry Faculty, University of Utah

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Gustavo Cuba-Supanta

Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Mayor de San Marcos, Lima Perú.

CURSOS

INSCRIPCIONES

Puedes inscribirte a los Cursos o para participar en las “Sesión de Presentaciones de Esudiantes” utilizando el siguiente formulario o directamente al correo lvmm@cnyn.unam.mx.

  • Inscripción a cursos:
  • Para poder inscribirte a algún curso selecciona “Inscripción a Curso”  y en el cuerpo del mensaje, además de tus datos, indica el curso al que deseas inscribirte.
  • Inscripción a la Sesión de Presentaciones de Estudiantes:
  • Selecciona “Inscripción a la Sesión de Estudiantes” y en el cuerpo del mensaje indica tus datos. Además, te recomendamos adjuntar un archivo con el abstract de tu trabajo. Se estarán recibiendo propuestas hasta el día 10 de julio del 2021

Formulario de inscripción

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    Inscripción a CursoInscripción a la Sesión de Estudiantes

    4 thoughts on “IV Coloquio de Simulaciones Computacionales en Ciencias”

    1. maria corazon flores

      Buen día.

      Mi nombre es Maria Corazón Flores Bautista

      Disculpe no se si recibieron mi trabajo y que aplica posteriormente a esto. Muchas gracias y excelente día.

    2. Fernando ccolqque ttito

      Soy de la Universidad Nacional de San Antonio abad del Cusco de la escuela professional de Fisica soy egresado de la Carrera de Fisica.

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