Estudo ab initio para investigar as propriedades estruturais e eletrônicas do Ba1−xCexZr1−yHfyO3
Resumo
Foi desenvolvido um estudo teórico para uma estrutura cúbica localizada dentro do grupo espacial pm3m com parâmetro de rede de 4,2 Å equivalente a Perovskita BaZrO3 a fim de ser
dopada com Hf e Ce. A dopagem experimental de Hf está baseado em trabalhos anteriores
de Fassbender et al- [1]. Neste estudo a fotoluminescência (PL) da rede cristalina de BaZrO3
aumenta com a adição de Hf. A dopagem com Cério visava alargar a emissão fotoluminescente, portanto, é necessário um modelo computacional a fim de compreender a origem dessa
luminescência. O substituto do Cério no lugar de Ba gera novas transições eletrônicas, pois a
anterior luminescência é estreita e deficiente. Foram sintetizadas amostras de BaZrO3 dopadas
com Hf e Ce. A difração de raios-X não detectou fases adicionais; entretanto, a emissão de PL
desaparece com uma concentração de 4% de Cério. Este resultado inesperado requer uma abordagem computacional usando o programa CRYSTAL09 [2] baseado em All-Electron Basis Set
e pseudopotenciais de acordo a critérios de convergência. No início a convergência da supercé-
lula foi optimizada sem Hf nem Ce, depois para cada uma separadamente e em seguida juntas.
Logo, o conteúdo de Hf promove distorções de rede que geram modos vibratórios para serem
examinados desde a simulação teórica. Esta mesma interpretação foi usada para examinar o
Ce. Este ponto de vista teórico pode compreender os fenômenos físicos observados para prever
os futuros resultados experimentais.