INVESTIGAÇÃO TEÓRICA DOS MATERIAIS ZnO:Ba E (Ba, Zn)TiO3

dc.contributorLazaro, Sérgio Ricardo de
dc.contributorCPF:26128947808
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700975U6
dc.contributorCamilo Junior, Alexandre
dc.contributorCPF:08449668867
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785298U2
dc.contributorCeleste, Ricardo
dc.contributorCPF:36532800953
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784255P2
dc.creatorLacerda, Luis Henrique da Silveira
dc.date2017-07-24T19:37:53Z
dc.date2015-11-20
dc.date2017-07-24T19:37:53Z
dc.date2015-03-09
dc.date.accessioned2023-08-31T23:31:40Z
dc.date.available2023-08-31T23:31:40Z
dc.identifierLACERDA, Luis Henrique da Silveira. INVESTIGAÇÃO TEÓRICA DOS MATERIAIS ZnO:Ba E (Ba, Zn)TiO3. 2015. 126 f. Dissertação (Mestrado em Química) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2015.
dc.identifierhttp://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/2037
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8566995
dc.descriptionSemiconductors materials are largely employed on development of innumerous optical and electronic due to their electronic, optical, ferroelectric and structural properties. Among the semiconductors materials stand out the zinc oxide (ZnO) and the barium titanate (BaTiO3) once shows excellent properties allied to low cost to obtaining. The ZnO is a simple oxide used in technology and largely investigated as an alternative to replace high cost material on development of electronic devices. Similarly, the BaTiO3 has perovskite crystalline structure whose properties present great technological interest. This work evaluated the effect of Ba presence on wurtzite structure and the influence of Zn atoms on tetragonal BaTiO3 properties. The obtained results indicates that the Ba atoms changes drastically the band structure of ZnO, resulting in the decrease of band gap for low quantities and the semiconductor type modification for doping above 25 %. The insertion of such atoms in wurtzite also causes the improvement of ferroelectric properties and the increase of unit cell lattice parameters. In case of Zn-doped BaTiO3, the doping process reduces radically de band gap and the ferroelectric properties regarding to pure material. Likewise, the semiconductor type is also modified by the Zn atoms presence. Based on obtained results for both crystalline systems, was proposed their employed in formation of p-n heterojunction. The heterostructure was evaluated through of four models. The obtained results for each one of these models were used to describe the interface region of ZnO/BaTiO3 heterojunction, proving that the atoms intercalation occurs and is responsible for heterostructure properties. Such properties present this heterostructure as a potential alternative for development of electronic devices, mainly the development of memory devices. The obtained heterostructure requires a low amount energy to electronic conduction process and shows high compatibility between the structure of heterojunction and the SiO2 substrate which is used in development of such devices.
dc.descriptionMateriais semicondutores são amplamente empregados no desenvolvimento de vários dispositivos ópticos e eletrônicos variados devido às suas propriedades eletrônicas, ópticas, ferroelétricas e estruturais. Dentre os materiais semicondutores, destacam-se o óxido de zinco (ZnO) e o Titanato de Bário (BaTiO3) uma vez que apresentam excelentes propriedades aliadas ao baixo custo de síntese. O ZnO é um óxido simples amplamente empregado na tecnologia e largamente investigado como uma alternativa para substituição de materiais de custo elevado no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos. Por sua vez, o BaTiO3 é um material de estrutura cristalina perovskita cujas propriedades são de grande interesse tecnológico. No presente trabalho avaliou-se o efeito da presença de átomos de Ba na estrutura wurtzita do ZnO e a influência dos átomos de Zn sobre as propriedades do BaTiO3 tetragonal. Os resultados indicaram que os átomos de bário alteram drasticamente a estrutura de bandas do ZnO, resultando na diminuição do band gap para pequenas quantidades e a modificação do tipo de semicondutor para dopagens superiores a 25%. A inserção de tais átomos na estrutura wurtzita também é responsável pelo aprimoramento das propriedades ferroelétricas do material, bem como pelo aumento dos parâmetros de rede da célula unitária. No caso da estrutura do BaTiO3 dopada com Zn observou-se a redução drástica do band gap para o material e a modificação do caráter semicondutor do material; entretanto, ocorreu a redução das propriedades ferroelétricas em relação ao BaTiO3 puro. Com base nos resultados obtidos para ambos os sistemas cristalinos, propôs-se a sua utilização para formação de uma heterojunção do tipo p-n. A heteroestrutura foi avaliada por meio de quatro modelos diferentes. Os resultados obtidos para cada um destes modelos foram utilizados para descrição da estrutura eletrônica da região de interface da heterojunção, comprovando que a intercalação de átomos na interface é observada e mostra-se responsável pelas propriedades observadas para a heteroestrutura. Tais propriedades apontam a heterojunção ZnO/BaTiO3 como uma alternativa em potencial para aplicação no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e, principalmente, no desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de dados, devido a diminuição de energia necessária para condução eletrônica.
dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
dc.publisherBR
dc.publisherQuímica
dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Química Aplicada
dc.publisherUEPG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectquímica computacional
dc.subjectteoria do funcional de densidade
dc.subjectDFT
dc.subjectfuncional híbrido
dc.subjectB3LYP
dc.subjectteoria
dc.subjectZnO
dc.subjectWurtzita
dc.subjectBaTiO3
dc.subjectPerovskita
dc.subjectsemicondutor
dc.subjectcCerâmica
dc.subjectDopagem
dc.subjectHeterojunção p-n
dc.subjectHeteroestrutura.
dc.subjectcomputational chemistry
dc.subjectdensity functional theory
dc.subjectDFT
dc.subjecthybrid functional
dc.subjectB3LYP
dc.subjecttheoretical
dc.subjectZnO
dc.subjectWurtzite
dc.subjectBaTiO3
dc.subjectPerosvkite
dc.subjectsemiconductor
dc.subjectceramic
dc.subjectdoping
dc.subjectp-n heterojunction
dc.subjectheterostructure
dc.subjectCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.titleINVESTIGAÇÃO TEÓRICA DOS MATERIAIS ZnO:Ba E (Ba, Zn)TiO3
dc.typeDissertação


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