Estructura electrónica de la anatasa dopada con Pb

G.F. CABEZA; P.G. BELELLI; M.A. PRIETO; N.J. CASTELLANI

Bariloche

Congreso; Reunión Sólidos05; 2005

Instituto Balseiro

El óxido de titanio TiO2, en especial con la estructura cristalina de anatasa, se usa ampliamente como catalizador por sus propiedades ópticas y electrónicas, bajo costo, estabilidad química y no toxicidad. Un gran número de referencias ha reportado que el TiO2 es el mejor fotocatalizador. Ya que el TiO2 posee una banda prohibida relativamente ancha (~3eV), no permite aprovechar todo el espectro solar y se ha propuesto su dopado para extender la absorción luminosa a mayores longitudes de onda. Este trabajo es parte de un estudio teórico comparativo de las propiedades de diferentes superficies del TiO2 en su estructura anatasa dopada con distintos elementos. Así se pretende relacionar el elemento dopante con las propiedades catalíticas en la búsqueda de nuevos materiales fotodegradadores de interés tecnológico. En particular, presentamos los resultados obtenidos de la variación de la estructura electrónica de la superficie (001) con y sin Pb comparada a la de la anatasa bulk. El conocimiento de estas variaciones es de importancia para determinar las propiedades pasivas: ancho de la banda prohibida de este óxido y sus estados localizados superficialmente. Los cálculos se realizaron dentro del formalismo de la densidad funcional (DFT) empleando dos métodos: el ADF (Amsterdam Density Functional) y el LAPW (Linearized Augmented Plane Wave). Para el primer caso, la superficie fue representada (lo cambie porque abajo estaba puesto igual) empleando un cluster de 60 átomos. En el método periódico la superficie fue modelada con un slab de 4 capas de átomos y 4 capas de vacío. Al comparar las densidades de estados obtenidas por ambos métodos, se observa un buen acuerdo.