Alcalá Varilla, Luis ArturoPajaro Polo, Lorena2023-03-042023-03-042023-03-03https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7330En el presente trabajo de grado se determinaron las propiedades estructurales y electrónicas de superficie de dióxido de titanio (TiO2), con adición de impureza de cerio (Ce). Para ello, se realizaron simulaciones de primeros principios en el marco de la teoría de la funcional de la densidad (density functional theory, DFT) aplicando el método de pseudopotencial, implementado en el paquete computacional Quantum ESPRESSO. Para la interacción electrón–electrón se utilizó la aproximación de gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) en la parametrización de Perdew - Burke - Ernzerhof (PBE) y se tuvo en cuenta la corrección de hubbard (U) para los átomos de titanio. Inicialmente, se optimizaron los parámetros estructurales; en esta instancia se determinó la energía del estado base de la superficie limpia y de la superficie dopada. Entre los resultados encontrados se evidencio el carácter semiconductor del TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados, además se pude determinar que al introducir un átomo de cerio en la superficie del dióxido de titanio podría proporcionar mayor actividad fotocatálitica en la degradación de contaminantes, reducir la banda de energía, brindando mejor aprovechamiento del espectro visible.1. Agradecimientos 12. Resumen 23. Introducción 34. Marco Teórico 54.1 Dióxido de titanio TiO2 ................................... 54.2 Características de la estructura del TiO2 ......................... 64.3 Fotocatálisis heterogénea .................................. 64.4 TiO2 como fotocatalizador ................................. 74.5 Impurifcación (dopaje) del dióxido de titanio ...................... 84.6 Teoría de la funcional de la densidad (DFT) ...................... 104.7 El problema general ..................................... 114.8 El Problema electrónico ................................... 114.9 La aproximación de Born–Oppenheimer ......................... 124.10 La propuesta de Hohenberg y Kohn ............................ 124.11 Las ecuaciones de KOHN–SHAM ............................. 144.12 Aproximación de densidad local (LDA) ......................... 164.13 Aproximación de gradiente generalizado (GGA) .................... 174.14 Pseudopotenciales ...................................... 174.15 Pseudopotenciales que conservan la norma ....................... 184.16 Pseudopotenciales ultra suaves ............................... 185. Resultados y análisis 205.1 Detalles computacionales .................................. 205.2 Cálculos de optimización para propiedades de estructura ............... 205.3 Estudio de convergencia de los puntos K ........................ 215.4 Estudio de vacío ....................................... 225.5 Estudio de capas ....................................... 225.6 Propiedades estructurales de superficies de TiO2 .................... 225.7 Propiedades electrónicas de superficies de TiO2 ..................... 245.8 Estructura de bandas y DOS ................................ 245.9 Propiedades estructurales de la superficie de TiO2 dopada con cerio (Ce) ......... 255.10 Propiedades electrónicas de la superficie de TiO2 dopada con cerio................ 276 Conclusiones 29Referencias 30application/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2023Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)FotocatálisisSemiconductorDióxido de titanioPhotocatalysisSemiconductorTitanium dioxide