Estudo teórico de sistemas ferroelétricos usando Teoria do Funcional de Densidade (DFT)
Estudio teórico de sistemas ferroeléctricos usando la Teoría del Funcional de Densidad (DFT)
| dc.contributor | Miwa, Roberto Hiroki | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/8391413167385647 | |
| dc.contributor | Guerra, José de los Santos | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/3910065518034212 | |
| dc.contributor | Deus, Dominike Pacine de Andrade | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/3736643256602469 | |
| dc.contributor | Andrade, Acácio Aparecido de Castro | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/4441691798330519 | |
| dc.contributor | Martins, George Balster | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/1027030500014584 | |
| dc.contributor | Santos, Ivair Aparecido dos | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/3989136572460030 | |
| dc.creator | Quispe, Abrahan Pablo Aslla | |
| dc.date | 2020-04-13T12:13:20Z | |
| dc.date | 2020-04-13T12:13:20Z | |
| dc.date | 2020-03-26 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-28T21:06:00Z | |
| dc.date.available | 2023-09-28T21:06:00Z | |
| dc.identifier | QUISPE, Abrahan Pablo Aslla. Estudo teórico de sistemas ferroelétricos usando Teoria do Funcional de Densidade (DFT). 2020. 98 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.294. | |
| dc.identifier | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29172 | |
| dc.identifier | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.294 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9064042 | |
| dc.description | In this work, the electronic properties of pure and modified barium titanate, with perovskite structure (ABO3), considering trivalent rare-earth elements, which presente multifunctional characteristics with potential for practical applications. In particular, the multiferroic characteristics as well as electronic structure, have been studied as a function of the rare-earth content considering the Density Functional Theory (DFT), where the polarization of the electronic spin the the Hubbard potential have been taken into account in order to correct the electron-electron Coulumbians interactions in the partially-filled f orbitals of the rare-earth cations. The electronic properties, such as electronic structure and the states density have been calculated after the optimization of the system by using the minimization condition for the total energy. The band-structure were used in order to determine the spontaneous electric polarization, which is very important to confirm the ferroelectric nature of the crystalline systems. The total magnetization, obtained from the self-consistent calculations, is used for determining the ferromagnetic nature of the studied systems. Results show that the Ba^{2+} substitution by La^{3+}, considering the compensation of the crystalline structure with barium vacancies, induce the ferroelectric properties in the doped system, being those less intense that the pure tetragonal BaTiO3. On the other hand, the Ba^{2+} substitution by partially-filled 4f orbitals rare-earths, leads to the simultaneous presence of the dielectric, ferroelectric and ferromagnetic behavior, being the ferromagnetism promoted by the contribution of the 4f electrons of the rare-earth elements. This later property has been also confirmed from the result of the absorption coefficients (XANES) at the oxygen K-edge. The importance of the obtained results opens new perspectives for additional theoretical and experimental researches from the point of view of their designs and analysis of new materials, as well as revelas potential applications of the studied systems for the electro-electronic industry. | |
| dc.description | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | |
| dc.description | FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais | |
| dc.description | Tese (Doutorado) | |
| dc.description | Neste trabalho, foram investigadas as propriedades eletrônicas do sistema titanato de bário (BaTiO3), com estrutura perovskita (ABO3), puro e modificado com elementos trivalentes de terras-raras (íons lantanídeos), que apresentam características multifuncionais com potencialidade para aplicação tecnológica. Em particular, as características multiferroicas, bem como a estrutura eletrônica, em função do conteúdo de terra-rara foram estudadas através do método da Teoria do Funcional de Densidade (DFT), onde consideramos a polarização do spin eletrônico, e o potencial de Hubbard para corrigir as interações coulombianas elétron-elétron nos orbitais f parcialmente preenchidos dos íons de terras-raras. As propriedades eletrônicas, tais como a estrutura eletrônica e a densidade de estados, foram calculados apos optimizar nosso sistema usando a condição de minimização da energia total. Usamos a estrutura de bandas para determinar a natureza dielétrica de nossos compostos e a teoria proposta por King-Smith e Vanderbilt para determinar a polarização elétrica espontânea, propriedade importante para confirmar a natureza ferroelétrica dos sistemas cristalinos. A magnetização total, obtida nos cálculos auto-consistentes é usada para determinar a natureza ferromagnética dos sistemas estudados. Os resultados mostram que a substituição do Ba^{2+} pelo La^{3+}, compensando a estrutura cristalina com vacâncias de bário, induz as propriedades ferroelétricas no sistema dopado, sendo estas menos intensas que no BaTiO3 tetragonal puro. Por outro lado, a substituição de Ba^{2+} por íons de terras-raras com orbitais 4f semi-preenchidos como o Nd^{3+} e Eu^{3+} no BaTiO3 tetragonal, favorece a presença simultânea de um comportamento dielétrico, ferroelétrico e ferromagnético, sendo a causa do ferromagnetismo gerada principalmente pelos elétrons 4f dos íons de terras-raras. Esta última propriedade foi conferida também a partir dos resultados dos coeficientes de absorção XANES na borda K do oxigênio. A importância deste resultado abre novas perspectivas para as pesquisas teóricas e experimentais do ponto de vista do desenho e análise de novos materiais com características multifuncionais, bem como mostra as potenciais aplicações destes sistemas na industria eletro-eletrônica. | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Uberlândia | |
| dc.publisher | Brasil | |
| dc.publisher | Programa de Pós-graduação em Física | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Materiais ferroelétricos | |
| dc.subject | Multiferroicos | |
| dc.subject | Titanato de bário | |
| dc.subject | Teoría do funcional de densidades | |
| dc.subject | Teoria moderna da polarização | |
| dc.subject | XANES | |
| dc.subject | Ferroelectric materials | |
| dc.subject | Multiferroics | |
| dc.subject | Barium titanate | |
| dc.subject | Density functional theory | |
| dc.subject | Modern Theory of polarization | |
| dc.subject | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | |
| dc.subject | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::MATERIAIS DIELETRICOS E PROPRIEDADES DIELETRICAS | |
| dc.title | Estudo teórico de sistemas ferroelétricos usando Teoria do Funcional de Densidade (DFT) | |
| dc.title | Estudio teórico de sistemas ferroeléctricos usando la Teoría del Funcional de Densidad (DFT) | |
| dc.type | Tese |