Efectos de impurezas de cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas del óxido de zinc

En este trabajo, se estudiaron los efectos de impurezas del Cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas de Óxido de Zinc en su fase Wurtzita, mediante simulaciones computacionales utilizando la Teorı́a del Funcional de Densidad (DFT), para ello se usó la aproximación de gradiente genera...

Full description

Autores:
Ortíz Romero, José Daniel
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/7328
Acceso en línea:
https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7328
Palabra clave:
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description En este trabajo, se estudiaron los efectos de impurezas del Cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas de Óxido de Zinc en su fase Wurtzita, mediante simulaciones computacionales utilizando la Teorı́a del Funcional de Densidad (DFT), para ello se usó la aproximación de gradiente generalizado en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE). El interés en estudiar teóricamente las propiedades del semiconductor Óxido de Zinc (ZnO) cuando es dopado con Cerio (material perteneciente al grupo de los lantánidos), se debe a que recientemente estudios experimentales han comprobado que este material posee características de gran interés para aplicaciones fotocatalı́ticas, equipos eléctricos, tratamientos de aguas residuales y lubricantes. Se inició con la caracterización de los parámetros estructurales del material ZnO, seguidamente de un estudio electrónico mediante las densidades de estados total y parcial, posteriormente se procedió a estudiar los efectos de impurezas del cerio en el bulk ZnO a una determinada concentración, se obtuvo cambios en los parámetros estructurales y en las propiedades electrónicas por medio de un estudio de densidad de estados parcial y total.
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spelling Alcalá Varilla, Luis Arturof4bfafd8-e6a5-4959-ae92-47927d2e2508-1Ortíz Romero, José Danielb23d28b3-bfe4-4e3f-acd8-dbbfbf2642b6-12023-03-04T13:27:15Z2023-03-04T13:27:15Z2023-03-03https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7328En este trabajo, se estudiaron los efectos de impurezas del Cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas de Óxido de Zinc en su fase Wurtzita, mediante simulaciones computacionales utilizando la Teorı́a del Funcional de Densidad (DFT), para ello se usó la aproximación de gradiente generalizado en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE). El interés en estudiar teóricamente las propiedades del semiconductor Óxido de Zinc (ZnO) cuando es dopado con Cerio (material perteneciente al grupo de los lantánidos), se debe a que recientemente estudios experimentales han comprobado que este material posee características de gran interés para aplicaciones fotocatalı́ticas, equipos eléctricos, tratamientos de aguas residuales y lubricantes. Se inició con la caracterización de los parámetros estructurales del material ZnO, seguidamente de un estudio electrónico mediante las densidades de estados total y parcial, posteriormente se procedió a estudiar los efectos de impurezas del cerio en el bulk ZnO a una determinada concentración, se obtuvo cambios en los parámetros estructurales y en las propiedades electrónicas por medio de un estudio de densidad de estados parcial y total.DedicatoriaAgradecimientosResumen1. Introducción2. Marco Teórico2.1. Óxido de Zinc (ZnO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22.2. Cerio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32.3. Materiales conductores, semiconductores y aislantes . . . . . . . . . . . .32.3.1. Materiales Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52.3.2. Materiales Aislantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52.4. Materiales semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62.5. El problema de muchos cuerpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72.6. Aproximación de Born-Oppenheimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92.7. Teória del funcional de la Densidad (DFT) . . . . . . . . . . . . . . . . .92.7.1. Teoremas de Hohenberg y Kohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102.7.2. Método de Kohn-Sham . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102.7.3. Aproximaciones para el funcional de intercambio correlación . . .112.7.4. Ondas planas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122.7.5. Pseudopotenciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123. Metodologı́a3.1. Condiciones de cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143.2. Estructura cristalina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163.3. Supercelda 2x2x1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164. Resultados4.1. Propiedades estructurales y electrónicas para ZnO en fase Wurtzita . . .194.2. Propiedades estructurales y electrónicas para Zn1−x Cex O para x al 12.5 %..215. ConclusionesPregradoFísico(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 impurezas de cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas del óxido de zincTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTexthttp://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32WurtzitaDFTPBEWurtziteDFTPBEFacultad de Ciencias BásicasMontería, Córdoba, ColombiaFísicaA. POSADA BORBÓN. Cálculos dft en dı́meros de metales nobles y de transición. 2013.C. Ambiental. Contaminación ambiental. Editorial Trillas, 14(5):135157, 1997.J. Coma, J. Bonet, and G. V. Companys. Producción ganadera y contaminación ambiental. XX Curso de Especialización FEDNA: Avances en nutrición y alimentación animal. 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