Estudio teórico comparativo del efecto del coeficiente U de Hubbard en los semiconductores TiO2 y ZnO

ANA C. ROSSI; ANA B. SCHVVAL; M. JULIA JIMÉNEZ; GABRIELA F. CABEZA; CECILIA I. N. MORGADE

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

AAIFQ

IntroducciónLas nanoestructuras de semiconductores como el TiO2 y el ZnO han demostrado ser capaces de mediar la oxidación fotocatalítica de contaminantes orgánicos para su eliminación del agua. Por eso es interesante la descripción correcta de sus propiedades electrónicas. La Teoría de la Funcional Densidad (DFT)1) suele subestimar el ancho de banda prohibida (BG) de estos óxidos. Entonces para resolver los errores de auto-interacción para materiales de electrones fuertemente correlacionados se utiliza el método conocido como DFT + U2). Este método impone un coeficiente U, de Hubbard, de funcional tipo Coulomb para la representación correcta de los orbitales d de metales de transición como el Ti y el Zn. En el presente trabajo se pudo comprobar como el factor U utilizado afecta a los parámetros de red y esta variación se produce en sentido opuesto para dichos óxidos.ResultadosA continuación se presenta una tabla con los resultados de la utilización de algunos valores de U para orbitales d metálicos para TiO2 A (Anatasa), TiO2 R (Rutilo), ZnO W (Wurzita). ConclusionesEn TiO2 A y TiO2 R a medida que el factor U se incrementa aumentan tanto el BG como el parámetro de red. Por el contrario, para el ZnO W, al crecer U aumenta el valor del BG pero disminuye el valor del parámetro de celda.