Estudio DFT+U de las propiedades electrónicas de las superficies (100) y (001) de TiO2 anatasa

C. I. N. MORGADE; G. F. CABEZA; N. J. CASTELLANI

La Plata

Congreso; 4º Encuentro de Física y Química de Superficies; 2009

Este trabajo es parte de un estudio más general que involucra al óxido de titanio, en especial con la estructura cristalina anatasa, como principal fotocatalizador. La iluminación de un semiconductor como el TiO2 produce pares electrón-hueco que pueden emigrar a su superficie e iniciar una gran cantidad de reacciones tipo redox, llevando a la completa mineralización de desechos orgánicos disueltos en la fase líquida. Es fundamental para ello poder representar correctamente su estructura electrónica. El TiO2 posee una banda prohibida relativamente ancha (~3eV) y ninguno de los potenciales de correlación conocidos hasta el momento, dentro del formalismo de la Teoría de la Funcional Densidad reproduce bien el ancho de esta banda. La inclusión del término U (coeficiente de Hubbard) actuando sobre los estados 3d del Ti, promueve la localización del exceso de carga electrónica con una distribución cualitativa que depende del valor de U. En este trabajo presentamos los resultados obtenidos usando LDA+U y GGA+U con U variando desde 0 hasta 6, y los efectos que la elección del U tiene sobre la estructura electrónica del sistema. El método de cálculo empleado es el VASP. Las superficies fueron modelizadas empleando slabs de 5 capas de átomos y 5 capas de vacío y sus parámetros de celda fueron totalmente optimizados.