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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18296
Tipo: | Dissertação |
Título: | Aspectos estruturais e eletrônicos de soluções sólidas KNb(1-X)TaXO3 por DFT |
Autor(es): | Silva, Jerônimo Ferreira |
Primeiro Orientador: | Maia, Ary da Silva |
Primeiro Coorientador: | Albuquerque, Anderson dos Reis |
Resumo: | A evolução dos métodos computacionais aplicados à química aliado ao avanço da capacidade de cálculo vêm ganhando cada vez mais espaço dentro dos laboratórios. Atualmente já é possível simular um grande número de propriedades de um material com ótima relação exatidão/custo computacional. Um dos principais responsáveis por esse avanço é o método baseado na Teoria do Funcional de Densidade (DFT), que permite o cálculo de propriedades de sólidos, que são difícil síntese ou até inacessíveis por meios experimentais. O uso de tais recursos permite investigar detalhadamente a estrutura eletrônica de sistemas complexos, como ligas metálicas, soluções sólidas, entre outros. Neste trabalho foi aplicado este método para a investigação das propriedades eletrônicas, estruturais e termodinâmicas da solução sólida KNb(1-X)TaXO3 (com X = 0; 0,25; 0,5; 0,75 e 1), com a finalidade de compreender propriedades importantes para a fotocatálise. Foi realizado o estudo dos isomorfos do KNbO3 e do KTaO3 e todas as configurações simetricamente irredutíveis, para as composições em questão, foram avaliadas, identificando as organizações de menor energia. Foram propostos modelos estruturais para as misturas e suas propriedades foram avaliadas. Identificou-se que cada modelo proposto estava em acordo com os dados experimentais e teóricos disponíveis na literatura e foram determinados seus grupos espaciais, observando-se que ocorre maior organização do sistema com o aumento da proporção de tântalo. A modificação da estrutura eletrônica com a composição mostrou que uma combinação de fatores, como valor e natureza do band gap, massa e mobilidade dos portadores de carga e organização estrutural pode influenciar na atividade fotocatalítica observada nas diferentes composições das misturas, contribuindo para o entendimento dos dados de fotocatálise, encontrados experimentalmente, para este sistema. |
Abstract: | The evolution of computational methods applied to chemistry coupled with the advancement of calculation capacity are gaining more and more space within laboratories. Currently, it is already possible to simulate a large number of properties of a material with excellent computational accuracy / cost. One of the main responsible for this advance is the method based on Density Functional Theory (DFT), which allows the calculation of solid properties, which are difficult to synthesize or even inaccessible by experimental means. The use of such resources allows to investigate in detail the electronic structure of complex systems, such as metallic alloys and solid solutions, among others. In this work, this method was applied to investigate the electronic, structural and thermodynamic properties of the solid KNb(1-X)TaXO3 solution (with X = 0; 0.25; 0.5; 0.75 and 1), with the purpose of understand important photocatalysis properties. The study of the KNbO3 and KTaO3 isomorphs was carried out and all symmetrically irreducible configurations, for the compositions in question, were evaluated, identifying the lowest energy organizations. Structural models were proposed for the mixtures and their properties were evaluated. It was identified that each proposed model was in agreement with the experimental and theoretical data available in the literature and its spatial groups were determined, observing that greater organization of the system occurs with the increase in the proportion of tantalum. The modification of the electronic structure with the composition showed that a combination of factors, such as the value and nature of the band gap, mass and mobility of the charge carriers and structural organization can influence the photocatalytic activity observed in the different compositions of the mixtures, contributing to understanding of photocatalysis data, found experimentally, for this system. |
Palavras-chave: | DFT Solução sólida KNT Fotocatális Massa efetiva de portadores de carga Solid solutions Photocatalysis Effective mass of charge carriers |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18296 |
Data do documento: | 2-Mar-2020 |
Aparece nas coleções: | Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Química |
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