Revista de Investigación de Física. Vol. 9 N° 2 (2006) 47-52 E-mail:luis.flores@correo.usach.cl ISSN 1605-7744 CALCULO AB-INITIO DE LA ESTRUCTURA ELECTRONICA DEL TOPACIO Al2SiO4(F,OH)2 Luis Flores a , Javier Gómez a , Hans Nowak a , Ángel Bustamante Domínguez a a Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Apartado postal 14-0149, Av. Venezuela y Universitaria, Lima, Perú. b Instituto Peruano de Energía Nuclear – IPEN, Av. Canadá 1470, Lima 41, Perú. c Universidad Nacional de Ingeniería - UNI, Av. Túpac Amaru Cdra. 9, Lima 25, Perú Resumen En este trabajo se realizó el cálculo ab-initio de la estructura de bandas y DOS del Topacio con Flúor (F) e Hidróxido (OH) en el estado fundamental, con el modelo TB-LMTO-ASA. La celda convencional de estos 2 cristales no presentan las mismas dimensiones, debido al reemplazo de iones F por moléculas OH. Los estados energéticos se verán afectados por esta nueva estructura con OH, haciendo variar el comportamiento de las bandas, de la DOS y por lo tanto variando las propiedades ópticas del cristal. Palabras Claves: Estructura de bandas, DOS, Topacio, Flúor. Abstract In this work the calculation was made ab-initio of the structure of bands and DOS of the Topaz with Fluoride (F) and Hydroxide (OH) in the fundamental state, with model TB-LMTO-ASA. The conventional cell of these 2 crystals does not present the same dimensions, due to the ion replacement F by molecules OH. The energy states will be affected by this new structure with OH, doing to vary the behavior of the bands, the DOS and therefore varying the optical properties of the crystal. Keywords: Structure of bands, DOS, Topaz, Fluoride. 1. Introducción La formación de defectos puntuales (centros de color) causados por la irradiación de los neutrones en los cristales naturales transparentes de topacio causa una coloración azul [1]. Nuestro objetivo es saber cuales son las características físicas que hacen de éstas una gema importante. En este trabajo se realizó el cálculo ab-initio del topacio en el estado fundamental, con el modelo TB-LMTO-ASA [2], modelo que utiliza la teoría de la funcional densidad en su forma local, así como la base lineal en energía del tipo “tight binding”. Como potencial que actúa sobre los electrones se usa el potencial Muffin Tin. En el caso de estructuras abiertas se introduce esferas intersticiales sin carga positiva. Realizado el calculo obtendremos las bandas de estructura y la densidad de estados de los topacios con Fluor (F) y con Hidróxido (OH), así podremos saber la diferencia entre ellas y predecir cual es mas viable apara ser ionizado. 2. Marco Teórico 2.1 La estructura del topacio Al2SiO4(F,OH)2. El topacio es un fluorsilicato de aluminio con formula química Al2SiO4(F,OH)2, esto indica la sustitución parcial isomórfica de los iones de F - por grupos de OH - . En general estos cristales se