Conferencias de la Universidad Nacional de Córdoba, Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales

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ESTUDIO AB INITIO DE PROPIEDADES ELECTRÓNICAS Y ESTRUCTURALES DE NANOPARTÍCULAS DE SnO2 BAJO PRESIÓN
Claudio Ariel Ponce, María de los Angeles Caravaca, Ricardo Antonio Casali

Última modificación: 13-08-2016

Resumen


El óxido de estaño (SnO2) tiene importantes aplicaciones, entre ellas su uso como conductor transparente en  celdas fotovoltaicos y como polvo sinterizado, es el material de elección en el desarrollo de sensores de gases[1]. Cuando el tamaño de partícula se reduce al tamaño nanométrico, se observa un apreciable incremento en la eficiencia de dichos sensores, mejorando la sensibilidad y disminuyendo su temperatura de trabajo. Por este motivo es importante el estudio de su comportamiento a escala  nanométrica. En este trabajo, a partir de cálculos ab-initio,  se estudian las energías totales y de formación de superficie de nanopartículas (NPs) de SnO2. El análisis se realiza en NPs de concentración (c=NO/NSn) 1.9, 2.0 y 2.2, y tamaños alrededor de los 2.5 nm. Mediante la teoría del funcional de la densidad (DFT), se calculan las energías totales y posiciones atómicas completamente relajadas, las cuales son importantes para el estudio de los fenómenos de superficie. Teniendo en cuenta una posible transición de fase Rutilo-CaCl2 cuando la NP es sujeta a presiones externas[2], también estudiamos el comportamiento bajo presiones aplicadas en el rango de 0 a 10 GPa. A partir de la función de distribución de pares (PDF)[3], se analizan los cambios estructurales con la presión y se comparan con las PDF de diferentes fases del cristal SnO2. Teniendo en cuenta la importancia para la detección del tamaño de las NP mediante difracción de rayos-X (XRD), se obtiene el tamaño del core en todos los casos. Estos tamaños son confirmados mediante la observación de las densidades de estados electrónicas (DOS) de diferentes regiones en cada NP. Asimismo, se analizan  los cambios de las distribuciones de carga y coordinación atómica en las NP para las diferentes presiones.


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