Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Estudo de primeiros princípios do isolante WO3: Propriedades de Bulk
JUAN CAMILO ALVAREZ QUICENO
DISSERTAÇÃO
29/08/2013

O Trióxido de Tungtênio (WO3) é bem conhecido por suas propriedades eletrocrômicas. Além disso, ele apresenta uma actividade excelente para a maioria das reacções catalíticas, sendo usado como sensor de gás e como foto-ânodos para a produção solar de hidrogênio. Apesar de suas aplicações potenciais, o estudo teórico das propriedades estruturais e eletrônicas tem recebido pouca atenção. Neste trabalho, as propriedades estruturais e eletrônicas dos polimorfismos de WO3 foram estudadas dentro de vários esquemas na teoria do funcional da densidade -PBEsol, PBEsol+U e o funcional híbrido HSE06, onde o parâmetro de Hubbard foi determinado utilizando uma abordagem de resposta linear. Nós determinamos a equação de estado para todas as fases, incluindo a forma cúbica idealizada e achamos que esta não é um modelo adequado para estudar esse material. Realizamos uma análise da estabilidade das fases como uma função da pressão em T=0K, e determinamos que a fase estável a altas pressões é a fase ε. Os fônons são calculados sobre todas as fases descobrindo que apenas ƴ, β e δ,são dinamicamente estáveis, com estas fases foi feito um diagrama de fases P-T. Nós determinamos a densidade eletrônica de estados e a estrutura de banda para todas as fases e observamos um alargamento do gap calculado com PBEsol+U e HSE06 quando comparado com o potencial PBEsol. Os resultados obtidos com o funcional PBEsol são os que melhor se comparam com os resultados experimentais da estrutura, enquanto o funcional híbrido HSE06 é melhor para descrever propriedades eletrônicas.

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Tungsten trioxide (WO3) is well known for its electrochromic properties. In addition, it shows an excellent activity for the majority of catalytic reactions, being used as a gas sensor and for photo-anodes for solar production of Hydrogen. In spite of its potential applications, the theoretical study of its structural and electronic properties has received little attention. In this work, the structural and electronic properties of WO3 polymorphs has been studied within several density functional theory schemes -PBEsol, PBEsol+U and HSE06 hybrid functionalwhere the Hubbard parameter has been determined using a linear response approach. We determine the equation of state for all phases including the idealized cubic form, and we find that this is not a suitable model to study this material. We have performed a stability analysis of the phases as a function of pressure at T=0K, and we determine that the stable phase to high pressures is the ε. The phonons are calculated on all phases finding that only the ƴ, β e δ, and phases are dinamically stables, with this phases was done a P-T phases diagram. We determinate the electronic density of states and band structure for all phases and observe a broadening of the gap calculated with PBEsol+U and HSE06 potentials, when compared to the PBEsol potential. The PBEsol functional results is the one that better compare to structural experimental findings while the HSE06 hybrid functional is better to describe electronic properties
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

FÍSICA
FÍSICA DA MATÉRIA CONDENSADA
ESTUDO TEÓRICO DE NANOESTRUTURAS E MATERIAIS NANOESTRUTURADOS.

Banca Examinadora

GUSTAVO MARTINI DALPIAN
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
IVANA ZANELLA DA SILVA Participante Externo
JEVERSON TEODORO ARANTES JUNIOR Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 18
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 6

Vínculo

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Não