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Efectos sobre las propiedades estructurales y electrónicas resultantes de adicionar Cobre (Cu) en la superficie 001 de TiO2 en fase anatasa
(2023-03-04) Ponnefz Durango, Rafael Eduardo; Luis Arturo Alcalá Varilla
Se realizó un estudio mediante simulaciones computaciones de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT), donde se observan los efectos que generan las adiciones de clústeres de cobre (Cu3 y Cu4) a las propiedades estructurales y electrónicas de la superficie 001 de dióxido de titanio (TiO2) en fase anatasa. Para esto tuvimos en cuenta la aproximación de gradiente generalizado (GGA) en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), también la corrección de Hubbard (U) tanto para los átomos de titanio Ti como para los átomos de cobre Cu. Entre los resultados, se evidenció el carácter semiconductor de la superficie de TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados, también se encontró que al adicionar clústeres de cobre se originan estados intermedios en la banda prohibida de energía, tales como, estados vacíos cercanos a la banda de conducción debido a orbitales p de átomos de cobre y formación de polarones debido a especies Ti3+; estos estados intermedios causan una reducción de la banda prohibida de energía, por lo que la superficie 001 de TiO2 podría absorber luz visible, con lo cual se esperaría mejoras en las propiedades fotocatalíticas del compuesto Cu/TiO2.