INVESTIGADORES
VERDINELLI valeria
congresos y reuniones científicas
Título:
Estudio teórico de las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de la circonia pura y dopada con cerio
Autor/es:
GABRIELA F. CABEZA; VALERIA VERDINELLI; MARISA A. FRECHERO
Lugar:
Rosario
Reunión:
Congreso; IX Reunion Nacional de Solidos; 2023
Institución organizadora:
Universidad Nacional de Rosario, IFIIR-CONICET
Resumen:
El desarrollo de este trabajo busca optimizar los parámetros necesarios para estudiar la estructura tipo garnet del LLZO (Li7La3Zr2O12) modelada, debido a su potencial aplicación como electrolito sólido para baterías de estado sólido dada su elevada conductividad iónica reportada experimentalmente (10−3 Scm−1 a temperatura ambiente). El LLZO cristaliza en dos fases estables: una cúbica con una distribución desordenada de Li+ y otra tetragonal, con una distribución ordenada (cuya conductividad es dos órdenes de magnitud menor que la forma cúbica). A partir del dopado con Ce4+ buscamos inducir la estabilidad de la forma cúbica, incrementando la movilidad de los cationes e inclusive minimizar la necesidad del uso de lantano debido a su elevado costo. Para esto seguimos dos caminos: el experimental, en el que sintetizamos el LLZO dopado con cerio por molienda mecánica y tratamiento térmico a partir de ZrO2, CeO2, La2O3 y Li2CO3 y otro teórico computacional. En este trabajo presentamos los resultados teóricos del procedimiento seguido en la simulación para la construcción del sistema a partir de sus componentes procurando imitar el método de síntesis elegido para comprender las transformaciones intermedias que llevan al material buscado.Se comenzó con el estudio teórico de la circonia (ZrO2) en sus fases monoclínica, cúbica y tetragonal estequiométrica y dopada sustitucionalmente con cerio empleando el código comercial VASP (Vienna ab-initio simulation package) con el objetivo de analizar los cambios producidos por la presencia del dopante. Se incluye el efecto de las vacancias de oxígeno.Para la simulación de la estructura hemos evaluado tanto el efecto de la elección del número de electrones de valencia del cerio (Ce) considerados en los pseudopotenciales empleados, así como el valor del coeficiente de Hubbard (U) incluido en el formalismo de la Teoría de la Funcional Densidad (DFT+U). Motiva este análisis la presencia de diferentes estados de oxidación Ce+3 y Ce+4 presentes en el sistema. La no estequiometria generada por la introducción de defectos puntuales tales como vacancias de oxígeno también han sido evaluadas.Como complemento mostramos algunos resultados experimentales propios del proceso de síntesis optimizado junto a su caracterización estructural.