Modelagem de filmes finos de estanato de bário fluoretado (BaSnO3:F) por meio da Química Quântica Computacional

• Autor(a) principal: Santos, Jefferson Luan dos
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/38242
• topic: BaSnO3; Sensoriamento de gases; Filmes finos; DFT

Nos últimos anos, as pesquisas têm aumentado especificamente no estudo computacional por meio da Química Quântica na formação de superfícies (001), (011) e (111) das perovskitas do tipo ABO3 (A = íons mono ou divalentes, B = íons tri, tetra e pentavalentes, O = oxigênio) de estrutura cúbica pertencente ao grupo espacial Pm3m, amplamente utilizadas por apresentarem propriedades elétricas e magnéticas aplicáveis. O material em estudo nesse trabalho é o estanato de bário (BaSnO3), devido as suas propriedades dielétricas e semicondutoras, cuja atividade em fotocatálise e sensoriamento de gases tem sido reportada experimentalmente, com um band-gap entre 2,9 e 3,4 eV. Como sensor, suas principais aplicações são como sensor de umidade e dos gases CO, SOx, H2, Cl2 e Gás Liquefeito (GLP). O interesse em estudar o BaSnO3 está na capacidade deste material interagir com a atmosfera na qual está incluído, podendo ser utilizado no monitoramento de gases e sensores. O aprimoramento de materiais para uma determinada aplicação requer o controle de fase, de morfologia, de dopantes, da estrutura eletrônica e do controle de defeitos pontuais, numa abordagem conhecida como Engenharia de Defeitos. Todos os cálculos computacionais foram realizados utilizando o programa Crystal17, que considera a correta periodicidade 2D dos filmes finos de estanato de bário (BaSnO3) do estado sólido, para a obtenção de propriedades estruturais por meio de cálculos Quânticos Computacionais ao nível da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), visando a compreensão quanto à estrutura, morfologia e estrutura eletrônica voltados à aplicações integradas de sensoriamento de gases (O2, N2 e NO) e fotocatálise. A estrutura eletrônica dos filmes foi analisada com base na estrutura de bandas, densidade de estados e localização dos orbitais cristalinos. Os resultados mostraram que o estanato de bário apresenta uma determinada sensibilidade de condutividade elétrica estáveis à temperaturas de 1000ºC. E em comparação ao BaSnO3 não dopado, os cálculos iniciais demonstraram que os filmes finos do material fluoretado apresentaram-se mais promissores à aplicações como sensores, devido à maior sensibilidade e seletividade do gás NO.