Efectos de vacancias de oxígeno sobre las propiedades estructurales y electrónicas del Bulk de TiO2 en fase anatasa
Mediante simulaciones computacionales de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT), se realizó un estudio de los efectos que tienen las vacancias de oxígeno sobre las propiedades estructurales y electrónicas del dióxido de titanio (TiO2) en fase anatasa. Para e...
- Autores:
-
Díaz Díaz, Danna Camila
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad de Córdoba
- Repositorio:
- Repositorio Institucional Unicórdoba
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/6897
- Acceso en línea:
- https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/6897
- Palabra clave:
- Vacancia
Anatasa
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Mediante simulaciones computacionales de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT), se realizó un estudio de los efectos que tienen las vacancias de oxígeno sobre las propiedades estructurales y electrónicas del dióxido de titanio (TiO2) en fase anatasa. Para ello se usó la aproximación de gradiente generalizado en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), al igual que la corrección de Hubbard (U). Entre los resultados encontrados se evidencio el carácter semiconductor del TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados y también se determinó que las vacancias de oxígeno producen estados intermedios en la banda prohibida de energía, observando que estos últimos están constituidos principalmente por orbitales d de átomos de titanio próximos a la vacancia. |
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Entre los resultados encontrados se evidencio el carácter semiconductor del TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados y también se determinó que las vacancias de oxígeno producen estados intermedios en la banda prohibida de energía, observando que estos últimos están constituidos principalmente por orbitales d de átomos de titanio próximos a la vacancia.RESUMEN………………………………………………………………………………………………………………………………………………….5INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………………………………………………………………6FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA......................................................................................................................................73.1 DIÓXIDO DE TITANIO (TIO2) ............................................................................................................................ 73.2 MATERIALES CONDUCTORES, SEMICONDUCTORES Y AISLANTES ............................................................................... 83.2.1 Conductores ................................................................................................................................... 103.2.2 Aislante .......................................................................................................................................... 103.2.3 Semiconductores ............................................................................................................................ 113.2.3.1 Semiconductores intrínsecos .................................................................................................................. 113.2.3.2 Semiconductores extrínsecos .................................................................................................................. 123.3 TEORÍA DEL FUNCIONAL DE LA DENSIDAD (DFT) ................................................................................................ 133.3.1 La densidad electrónica.................................................................................................................. 163.3.2 Método de Thomas-Fermi .............................................................................................................. 173.3.3 Teoremas de Hohenberg-Kohn....................................................................................................... 19Teorema 1 ........................................................................................................................................................... 20Teorema 2 ........................................................................................................................................................... 203.3.4 Ecuaciones de Kohn-Sham ............................................................................................................. 21Ansatz de Kohn – Sham ....................................................................................................................................... 21Observaciones importantes ................................................................................................................................ 23Ciclo de autoconsistencia .................................................................................................................................... 253.3.5 Energía de intercambio y correlación............................................................................................. 25Aproximación de densidad local (LDA) ................................................................................................................ 26Aproximación de gradiente generalizado (GGA) ................................................................................................. 26LDA vs GGA .......................................................................................................................................................... 273.3.6 Pseudopotenciales ......................................................................................................................... 28Pseudopotenciales que conservan la norma ....................................................................................................... 29Pseudopotenciales ultra suaves .......................................................................................................................... 29RESULTADOS Y ANÁLISIS…………………………………………………………………………………………………………………………30CONCLUSIONES .......................................................................................................................................... 37REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................................. 38PregradoFísico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensiónapplication/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2023https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Efectos de vacancias de oxígeno sobre las propiedades estructurales y electrónicas del Bulk de TiO2 en fase anatasaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTexthttp://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32VacanciaAnatasaDFTDióxido de titanioOxígenoVacancyAnatasaDFTTitanium dioxideOxygenFacultad de Ciencias BásicasMontería, Córdoba, ColombiaFísica[1] Mugundan, S., Praveen, P., Sridhar, S., Prabu, S., Mary, K. 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