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Caracterización de propiedades estructurales y electrónicas de superficies de óxido de zinc con impureza de cerio

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dc.contributor.advisorAlcalá Varilla, Luis Arturospa
dc.contributor.authorDoria Hernández, Ángeles del Carmen
dc.date.accessioned2023-08-17T20:24:28Z
dc.date.available2023-08-17T20:24:28Z
dc.date.issued2023-08-17
dc.description.abstractSe realizó un estudio basado en simulaciones computacionales sobre las propiedades estructurales y electrónicas de la superficie 001 de ZnO (en fase Wurtzita) pura y dopada con Cerio (Zn_x Ce_(1-x) O), para determinar las posibles mejoras en la actividad fotocatalítica que produce el Ce al sistema ZnO, Los cálculos se realizaron usando la teoría del funcional de la densidad (Density Functional Theory: DFT) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos ultrasuaves y una base de ondas planas como se implementa en el paquete Quantum-ESPRESSO. El nivel de concentración de dopaje considerado en este trabajo fue de 6.25% y se encontró que en la superficie pura cambiaron ligeramente las longitudes de enlace, quedando expuestos oxígenos tres veces coordinados, es decir, pierde un enlace respecto al Bulk, haciendo que estos oxígenos sean más reactivos debido al enlace que pierde y, por tanto, se espera que la superficie pura sea más reactiva. En las propiedades electrónicas encontramos que hacia la izquierda de la energía de fermi hay electrones ocupados y a la derecha en la banda de conducción hay estados intermedios, los cuales consisten en estados desocupados que reducen su bangap debido a los orbitales 2p de átomos de zinc expuestos en la superficie. Al adicionar impurezas de Ce al ZnO, distorsiona ligeramente las longitudes de enlace, debido a la pequeña diferencia de Radio covalente que el átomo de Cerio tiene con respecto al Zinc, también se debe a que cuando se dopa en la última capa hay ¾ oxígenos que ganan cargas con respecto a la superficie limpia, y esto nos indica que es probable que se pueden absorber contaminantes en futuros estudios. También se presentaron cambios en las propiedades electrónicas, ya que el cerio introduce aún más estados intermedios en el bangap con respecto a la superficie limpia, es decir, hace que tenga un comportamiento más metálico. Lo anterior, puede sugerir que probablemente el sistema Zn_0,9375 Ce_0,0625 O pueda absorber luz visible, lo cual podría conllevar a posibles mejoras en las propiedades fotocatalı́ticas del material.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameFísico(a)spa
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensiónspa
dc.description.tableofcontentsResumen 6spa
dc.description.tableofcontentsintroducción 7spa
dc.description.tableofcontents1. MARCO TEORICO 8spa
dc.description.tableofcontents1.1 Óxido de zinc (ZnO) 8spa
dc.description.tableofcontents1.2 Cerio (Ce) 8spa
dc.description.tableofcontents1.3 Materiales conductores, Semiconductores y aislantes 11spa
dc.description.tableofcontents1.4 Teoría del Funcional de la Densidad 13spa
dc.description.tableofcontents1.5 Densidad electrónica 14spa
dc.description.tableofcontents1.6 Ecuaciones de Kohn-Sham 15spa
dc.description.tableofcontents1.7 Ciclo de auto consistencia 16spa
dc.description.tableofcontents1.8 Energía de intercambio y correlacion 16spa
dc.description.tableofcontents1.9 Aproximación local de la densidad y aproximación del gradiente generalizado 16spa
dc.description.tableofcontents1.10 Método de ondas planas 17spa
dc.description.tableofcontents1.11 Aproximación del Pseudopotencial 18spa
dc.description.tableofcontents1.12 El paquete Quantum Espresso 19spa
dc.description.tableofcontents2. RESULTADOS Y ANALISIS 20spa
dc.description.tableofcontents2.1 Detalles computacionales 20spa
dc.description.tableofcontents2.2 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie 001 de ZnO 21spa
dc.description.tableofcontents2.3 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie ZnO dopada con Ce en la última capa………….. 23spa
dc.description.tableofcontents2.4 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie ZnO dopada con Ce en la penúltima capa………….. 25spa
dc.description.tableofcontents3. CONCLUSIONES 29spa
dc.description.tableofcontentsBibliografía 30spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7674
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
dc.subject.keywordsZnOspa
dc.subject.keywordsZnCeOspa
dc.subject.keywordsDopedspa
dc.subject.keywordssurfacespa
dc.subject.keywordsPhotocatalytic activityspa
dc.subject.proposalZnOspa
dc.subject.proposalZnCeOspa
dc.subject.proposalDopadospa
dc.subject.proposalsuperficiespa
dc.subject.proposalactividad fotocataliticaspa
dc.titleCaracterización de propiedades estructurales y electrónicas de superficies de óxido de zinc con impureza de ceriospa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fspa
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