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

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dc.contributor.advisorAlcalá Varilla, Luis Arturospa
dc.contributor.authorOrtíz Romero, José Daniel
dc.date.accessioned2023-03-04T13:27:15Z
dc.date.available2023-03-04T13:27:15Z
dc.date.issued2023-03-03
dc.description.abstractEn 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.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameFísico(a)spa
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensiónspa
dc.description.tableofcontentsDedicatoriaspa
dc.description.tableofcontentsAgradecimientosspa
dc.description.tableofcontentsResumenspa
dc.description.tableofcontents1. Introducciónspa
dc.description.tableofcontents2. Marco Teóricospa
dc.description.tableofcontents2.1. Óxido de Zinc (ZnO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2spa
dc.description.tableofcontents2.2. Cerio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3spa
dc.description.tableofcontents2.3. Materiales conductores, semiconductores y aislantes . . . . . . . . . . . .3spa
dc.description.tableofcontents2.3.1. Materiales Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5spa
dc.description.tableofcontents2.3.2. Materiales Aislantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5spa
dc.description.tableofcontents2.4. Materiales semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6spa
dc.description.tableofcontents2.5. El problema de muchos cuerpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7spa
dc.description.tableofcontents2.6. Aproximación de Born-Oppenheimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9spa
dc.description.tableofcontents2.7. Teória del funcional de la Densidad (DFT) . . . . . . . . . . . . . . . . .9spa
dc.description.tableofcontents2.7.1. Teoremas de Hohenberg y Kohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10spa
dc.description.tableofcontents2.7.2. Método de Kohn-Sham . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10spa
dc.description.tableofcontents2.7.3. Aproximaciones para el funcional de intercambio correlación . . .11spa
dc.description.tableofcontents2.7.4. Ondas planas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12spa
dc.description.tableofcontents2.7.5. Pseudopotenciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12spa
dc.description.tableofcontents3. Metodologı́aspa
dc.description.tableofcontents3.1. Condiciones de cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14spa
dc.description.tableofcontents3.2. Estructura cristalina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16spa
dc.description.tableofcontents3.3. Supercelda 2x2x1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16spa
dc.description.tableofcontents4. Resultadosspa
dc.description.tableofcontents4.1. Propiedades estructurales y electrónicas para ZnO en fase Wurtzita . . .19spa
dc.description.tableofcontents4.2. Propiedades estructurales y electrónicas para Zn1−x Cex O para x al 12.5 %..21spa
dc.description.tableofcontents5. Conclusionesspa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7328
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias Básicasspa
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombiaspa
dc.publisher.programFísicaspa
dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2023spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
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dc.titleEfectos de impurezas de cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas del óxido de zincspa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
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dcterms.referencesA. POSADA BORBÓN. Cálculos dft en dı́meros de metales nobles y de transición. 2013.spa
dcterms.referencesC. Ambiental. Contaminación ambiental. Editorial Trillas, 14(5):135157, 1997.spa
dcterms.referencesJ. Coma, J. Bonet, and G. V. Companys. Producción ganadera y contaminación ambiental. XX Curso de Especialización FEDNA: Avances en nutrición y alimentación animal. Fira de Barcelona, España, pages 237272, 2004.spa
dcterms.referencesE. Garcı́a-Carpintero, B. Granadino, and L. M. Plaza Gómez. Investigación y de- sarrollo energético sostenible en españa: situación actual ante los condicionantes del cambio climático y la crisis económica. 2015.spa
dcterms.referencesM. F. Izquierdo. Fotocatálisis: nanomateriales para combatir la contaminación y ob- tener energı́a. Boletı́n del Grupo Español del Carbón, (41):911, 2016.spa
dcterms.referencesC. Paez and G. Taborda. La fotocatálisis: Aspectos fundamentales para una buena remoción de contaminantes. Revista Universidad de Caldas, 7:7188, 2006.spa
dcterms.referencesL. F. Puerta González and K. S. Gómez González. Implementación de tecnologı́as verdes en los procesos industriales en colombia. 2017.spa
dcterms.referencesL. M. S. Segura and J. A. L. Arriaga. Principios básicos de contaminación ambiental. Uaem, 2003.spa
dcterms.referencesF. Vargas Marcos. La contaminación ambiental como factor determinante de la salud, 2005.spa
dcterms.referencesJ. C. LUQUE CEBALLOS et al. Cálculo de propiedades ópticas de nanomateriales fotocatalı́ticos mediante tddft. 2019.spa
dcterms.referencesR. J. Candal, S. A. Bilmes, and M. A. Blesa. Semiconductores con actividad fotoca- talı́tica. Eliminación de Contaminantes por Fotocatálisis Heterogénea. Editor: Miguel Blesa, Red CYTED VIII-G, pages 79–101, 2001.spa
dcterms.referencesJ. M. H. Herrera Ruiz and R. E. J. José. Efecto del dopado con hierro a semicon- ductores de óxido de zinc sobre su actividad otocatalı́tica para la descontaminación de agua. 2019.spa
dcterms.referencesM. d. J. R. Ortı́z, R. H. Valencia, G. A. Parra, and P. A. L. Morales. Sı́ntesis verde de materiales nanoestructurados de zno en la degradación de contaminantes orgánicos por medio de la fotocatálisis heterogénea. Revista de Ciencias Tecnológicas, 4(4):299313, 2021.spa
dcterms.referencesJ. Ropero-Vega and J. Flórez-Castillo. Desinfección de aguas por fotocatálisis hete- rogénea usando semiconductores acoplados de wo3-tio2. Grupo de Investigación en Biotecnologı́a Agroambiental–MICROBIOTA, pages 1–4, 2015.spa
dcterms.referencesM. C. Rosales Vera. Sı́ntesis controlada de semiconductores metal-óxido nanoes- tructurados y su efecto en el tratamiento de aguas contaminadas por fotocatálisis heterogénea. 2020.spa
dcterms.referencesM. O. F. TORRES et al. Sı́ntesis y caracterización de materiales de g-c3n4 dopados con zn para la producción de h2 mediante fotocatálisis. 2019.spa
dcterms.referencesK. G. Chandrappa and T. V. Venkatesha. Electrochemical synthesis and photoca- talytic property of zinc oxide nanoparticles. NanoMicro Letters, 4(1):14–24, 2012.spa
dcterms.referencesH. A. BORBON NUÑEZ et al. Modificación quı́mica de óxido de zinc con magnesio: estudio teórico y experimental de la relación entre las propiedades electrónicas y termoluminiscentes. 2015.spa
dcterms.referencesC. F. Klingshirn, A. Waag, A. Hoffmann, and J. Geurts. Zinc oxide: from fundamen- tal properties towards novel applications. 2010.spa
dcterms.referencesT. V. H. Luu, Q. B. Nguyen, N. N. Dao, M. Dai Luu, V. D. Doan, N. C. Pham, T. L. Duong, and N. N. Pham. A comparative study of 0d and 1d ce-zno na- nocatalysts in photocatalytic decomposition of organic pollutants. RSC advances, 11(57):3607836088, 2021.spa
dcterms.referencesA. Henglein. Small-particle research: physicochemical properties of extremely small colloidal metal and semiconductor particles. Chemical reviews, 89(8):1861–1873, 1989.spa
dcterms.referencesM. Achehboune, M. Khenfouch, I. Boukhoubza, I. Derkaoui, B. M. Mothudi, I. Zor- kani, and A. Jorio. A dft study on the electronic structure, magnetic and optical properties of er doped zno: Effect of er concentration and native defects. Computatio- nal Condensed Matter, 31:e00627, 2022.spa
dcterms.referencesR. A. Castillo Burgos. Efectos de la temperatura y tiempo en el depósito de pelı́culas delgadas de zno por baño quı́mico para aplicaciones fotocatalı́ticas. 2021.spa
dcterms.referencesA. Ccosi Ale. Caracterización y optimización por quı́mica computacional de nano- estructuras de (zno) nn= 1-12 mediante teorı́a funcional de la densidad (dft) para su aplicación en fotocatálisis en compuestos aromáticos. 2019.spa
dcterms.referencesM. Matamoros Ambrocio, M. MATAMOROS AMBROCIO, et al. Estudio de la actividad fotocatalı́tica de au/zno nanoestructurado bajo irradiación visible. Master’s thesis, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2017.spa
dcterms.referencesN. Ortiz and S. Henry. Determinación por teorı́a funcional de la densidad depen- diente del tiempo (td-dft) de los estados excitados singlete y triplete de naftaleno, antraceno, pireno y bencidina, utilizando quı́mica cuántica y dinámica molecular pa- ra su degradación fotocatalı́tica con (zno) 12. 2019.spa
dcterms.referencesZ. L. Wang. Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications. Journal of physics: condensed matter, 16(25):R829, 2004.spa
dcterms.referencesL. M. Aguilar Echeverrı́a. Materiales de tierras raras: Producción, propiedades, apli- caciones industriales y necesidad tecnológica. 2022.spa
dcterms.referencesR. P. Reboredo. Las tierras raras, una pieza clave en el puzle de la energı́a. In Energı́a y Geoestrategia 2021, pages 309–378. Instituto Español de Estudios Estratégicos, 2021.spa
dcterms.referencesL. Farrera. Conductores semiconductores y aislantes. Universidad Autónoma. Méxi- co. Recuperado de: http://depa. fquim. unam. mx/amyd/archivero/condsemicondais2 27505. pdf, 2008.spa
dcterms.referencesN. Ashcroft and N. Mermin. Solid state physics, chapter 3. thomson learning, 1976.spa
dcterms.referencesK. S. F. A. . T. J. M. Murrell J. N. The Chemical Bond. Chichester : John Wiley & Sons Ltd., 1985.spa
dcterms.referencesC. R. Nave. Energy Bands for Solids. HyperPhysics (Condensed Matter)., 2010.spa
dcterms.referencesP. Pavlov, A. Jojlov, and A. M. Garcia. Fı́sica del estado sólido. Mir, 1987.spa
dcterms.referencesR. Jiménez. Curso de Estado sólido. Universidad de Córdoba, Departamento de Fı́sica y Electrónica. Colombia., 2016.spa
dcterms.referencesC. Kittel. Introducción a la fı́sica del estado sólido. Reverté, 1995.spa
dcterms.referencesJ. Kohanoff. Electronic structure calculations for solids and molecules: theory and computational methods. Cambridge university press, 2006.spa
dcterms.referencesH. Köppel, W. Domcke, and L. Cederbaum. Multimode molecular dynamics beyond the born-oppenheimer approximation. Adv. Chem. Phys, 57(59):140, 1984.spa
dcterms.referencesT. L. Gilbert. Hohenberg-kohn theorem for nonlocal external potentials. Physical Review B, 12(6):2111, 1975.spa
dcterms.referencesJ. P. Perdew, A. Ruzsinszky, G. I. Csonka, O. A. Vydrov, G. E. Scuseria, L. A. Constantin, X. Zhou, and K. Burke. Restoring the density-gradient expansion for exchange in solids and surfaces. Physical review letters, 100(13):136406, 2008.spa
dcterms.referencesJ. P. Perdew and M. Levy. Physical content of the exact kohn-sham orbital energies: band gaps and derivative discontinuities. Physical Review Letters, 51(20):1884, 1983.spa
dcterms.referencesJ. P. Perdew, K. Burke, and Y. Wang. Generalized gradient approximation for the exchange-correlation hole of a many-electron system. Physical review B, 54(23):16533, 1996.spa
dcterms.referencesJ. P. Perdew and A. Zunger. Self-interaction correction to density-functional appro- ximations for many-electron systems. Phys. Rev. B, 23:5048–5079, May 1981.spa
dcterms.referencesMeter, E. (2009). DFT in practice : Part II. Recuperado de https://nanodft09.iyte.edu.tr/wp-content/uploads/sites/213/2020/07/EM-L2.pdfspa
dcterms.referencesJ. Márquez Álvarez et al. Estudio por primeros principios de propiedades estructura- les, electrónicas y magnéticas para el compuesto zno codopado con titanio y vanadio. Master’s thesis, Universidad del Norte, 2017.spa
dcterms.referencesP. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, et al. Quantum espresso: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials. Journal of physics: Condensed matter, 21(39):395502, 2009.spa
dcterms.referencesV. Anisimov, M. Korotin, A. Mylnikova, A. Kozhevnikov, D. M. Korotin, and J. Lorenzana. Computation of stripes in cuprates within the lda+ u method. Physical Review B, 70(17):172501, 2004.spa
dcterms.referencesD. Vanderbilt. Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue for- malism. Physical review B, 41(11):7892, 1990.spa
dcterms.referencesL. A. Flórez Galván et al. Correlación entre las propiedades estructurales y ópticas del óxido de zinc nanoestructurado dopado con cobalto. 2020.spa
dcterms.referencesJ. M. H. Herrera Ruiz and R. E. J. José. Efecto del dopado con hierro a semicon- ductores de óxido de zinc sobre su actividad fotocatalı́tica para la descontaminación de agua.spa
dcterms.referencesU. K. H. M. Nadzim, N. H. H. Hairom, M. A. H. Hamdan, M. K. Ahmad, A. A. Jalil, N. W. C. Jusoh, and S. Hamzah. Effects of different zinc oxide morphologies on photocatalytic desulfurization of thiophene. Journal of Alloys and Compounds, 913:165145, 2022.spa
dcterms.referencesA. M. Omran. Characterization of green route synthesized zinc oxide nanoparticles using cyperus rotundus rhizome extract: Antioxidant, antibacterial, anticancer and photocatalytic potential. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 79:104000, 2023.spa
dcterms.referencesR. John, S. Padmavathi, et al. Ab initio calculations on structural, electronic and optical properties of zno in wurtzite phase. Crystal structure theory and applications, 5(02):24, 2016.spa
dcterms.referencesE. H. Kisi and M. M. Elcombe. u parameters for the wurtzite structure of zns and zno using powder neutron diffraction. Acta Crystallographica Section C: Crystal Structure Communications, 45(12):1867–1870, 1989.spa
dcterms.referencesS. Desgreniers. High-density phases of zno: Structural and compressive parameters. Physical Review B, 58(21):14102, 1998.spa
dcterms.referencesJ.-Q. Wen, J.-M. Zhang, Z.-G. Qiu, X. Yang, and Z.-Q. Li. The investigation of ce doped zno crystal: the electronic, optical and magnetic properties. Physica B: Condensed Matter, 534:44–50, 2018.spa
dcterms.referencesR. M. Martin. Electronic structure: basic theory and practical methods. Cambridge university press, 2020.spa
dcterms.referencesM. Garcı́a Méndez, Á. H. Bedoya Calle, R. Rangel Segura, and V. Coello. Influencia del dopaje con ce en las propiedades estructurales y optoelectrónicas de pelı́culas delgadas de zno. Ciencia UANL, 19(78):39–44, 2016.spa
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