IFISUR   23398
INSTITUTO DE FISICA DEL SUR
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Estructuras electrónicas de la titania (bulk y superficies 100 y 001) dopada con V. Estudio teórico utilizando DFT + U
Autor/es:
C. I. N. MORGADE; G. F. CABEZA; N. J. CASTELLANI
Lugar:
Rosario
Reunión:
Encuentro; 5º Encuentro de Física y Química de Superficies; 2011
Institución organizadora:
Universidad Nacional de Rosario
Resumen:
Este trabajo es parte de un estudio que involucra al óxido de titanio, en sus estructuras anatasa y rutilo, como fotocatalizadoras para la remediación de compuestos orgánicos tóxicos en disolución acuosa. El TiO2 posee estabilidad química, ausencia de toxicidad y relativamente bajo costo [1]. La iluminación de un semiconductor como el TiO2 produce pares electrón-hueco que pueden emigrar a las superficies e iniciar una gran cantidad de reacciones redox. La desventaja del TiO2 es su amplia banda prohibida (3.2 eV en su estructura anatasa y 3.0 eV en su estructura rutilo) a la cual se busca mejorar con distintos dopantes; la representación de la estructura electrónica es por ello fundamental. Ninguno de los potenciales de correlación conocidos hasta el momento, dentro del formalismo de la Teoría de la Funcional Densidad, reproducen bien el ancho de estas bandas [2]. La inclusión del término U (coeficiente de Hubbard) actuando sobre los estados d del Ti y el V, promueve la localización de exceso de carga electrónica con una distribución cualitativa que depende del valor de U. Nuestros resultados muestran una mejora considerable de la representación de las densidades de estado utilizando un valor de U de 5.3 para el Ti y 6.3 para el V, obtenido luego de un riguroso análisis del comportamiento de los diferentes sistemas para diferentes valores del mismo. El valor de U para V se ha obtenido luego de estudiar el comportamiento del VO2 en su estructura rutilo conductora a baja temperatura. Asimismo nuestros cálculos, empleando el VASP [3], han sido realizados considerando la polarización de spin ya que consideramos que es fundamental para estudiar adecuadamente los efectos de átomos dopantes como el V. En este trabajo presentamos los resultados obtenidos usando LSDA+U sobre TiO2 estructura anatasa, dopada con V sustitucional e intersticial. Los resultados demuestran que la presencia de V en el bulk no provoca fuerte influencia en la fotorreactividad bajo luz visible, pero si la presencia de átomos dopantes de V en las superficies estudiadas (100 y 001), como se observó experimentalmente [4].