Alcalá Varilla, Luis ArturoDoria Hernández, Ángeles del Carmen2023-08-172023-08-172023-08-17https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7674Se 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.Resumen 6introducción 71. MARCO TEORICO 81.1 Óxido de zinc (ZnO) 81.2 Cerio (Ce) 81.3 Materiales conductores, Semiconductores y aislantes 111.4 Teoría del Funcional de la Densidad 131.5 Densidad electrónica 141.6 Ecuaciones de Kohn-Sham 151.7 Ciclo de auto consistencia 161.8 Energía de intercambio y correlacion 161.9 Aproximación local de la densidad y aproximación del gradiente generalizado 161.10 Método de ondas planas 171.11 Aproximación del Pseudopotencial 181.12 El paquete Quantum Espresso 192. RESULTADOS Y ANALISIS 202.1 Detalles computacionales 202.2 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie 001 de ZnO 212.3 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie ZnO dopada con Ce en la última capa………….. 232.4 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie ZnO dopada con Ce en la penúltima capa………….. 253. CONCLUSIONES 29Bibliografía 30application/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2023Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)ZnOZnCeODopadosuperficieactividad fotocataliticaZnOZnCeODopedsurfacePhotocatalytic activity