Síntesis y cálculo de las propiedades estructurales y electrónicas del material Sr2TiCrO6 aplicando el formalismo de la teoría funcional densidad (DFT)

Abstract

Las perovskitas son materiales que tienen propiedades tecnológicas y científicas interesantes. En particular, cuando se presentan distorsiones estructurales, puestos vacantes y modificaciones en su composición, estas pueden inducir una gran variedad de propiedades físicas y químicas. La perovskita ideal tiene como fórmula ABO3, al introducir cambios de diferentes cationes sobre el sitio octaédrico de la celda unitaria de la perovskita primitiva, el ordenamiento catiónico conduce a una perovskita doble, que es identificada con la fórmula A2BB'O6. En este trabajo se realiza la síntesis por medio de la Reacción del Estado Solido (RES) y el estudio de la estructura cristalina de la perovskita compleja Sr2TiCrO6, por medio de difracción de rayo X y mediante la aplicación del refinamiento Rietveld, utilizando el código GSAS. Los resultados revelaron la cristalización de la perovskita compleja con un grupo espacial I4/mmm (#139) y parámetros de red a = b = 5.5250 Å, y c = 7.8121 Å. A partir de los datos experimentales se realizaron los cálculos de la estructura electrónica y la densidad de estados (DOS), por medio de la Teoría Funcional Densidad (DFT) y el código Quantum EXPESSO. Para estos cálculos se utilizó el método de Ondas Linealizadas Planas (LPW) y el potencial de correlación de cambio fue tratado usando la Aproximación del Gradiente Generalizado (GGA). Los cálculos de las estructuras electrónicas revelan que este material se comporta como un conductor débil y una baja contribución de los orbitales del metal de transición (Cr) cerca del nivel de Fermi. Por medio de las mediciones de polarización en función del campo eléctrico, se puede observar las curvas de histéresis característica primordial en los materiales ferroeléctricos. Aplicando la fórmula de Scheller y teniendo en cuenta las imágenes del SEM, se puede afirmar que la superficie muestra una homogeneidad granular y estos granos oscilan entre [Fórmula matemática]

Abstract. The perovskitas are material that has technological and scientific interesting characteristics. Especially when they present structural distortions, vacant positions and modifications in his composition, these can induce a great variety of physical and chemical properties. The ideal perovskita has as formula ABO3, on having introduced changes of different cations on the octahedric site of the unitary cell of the primitive perovskita, the cationic classification leads a double perovskita, which is identified by the formula Sr2TiCrO6, By means of the diffraction of X-rays and by means of the application of the refinement of the Rietveld, using the code GSAS. the results revealed the crystallization of the complex perovskita with a spatial group I4/mmm (#139) and parameters of network a = b = 5.5250 Å , and C = 7.8121 Å, from the experimental information there were realized the calculations of the electronic structure and the density of conditions (TWO), by means of the Functional theory Density (DFT) and the code Quantum EXPESSO. For these calculations I use the method of Linearized Flat waves (LPW) and the potential of correlation was treated using the approximation of the Widespread Gradient (GGA). The calculations of the electronic structures reveal that this material behaves as a weak driver and a low contribution of the orbital ones of the metal of transition (Cr) near Fermi level by means of the measurements of polarization depending on the electrical field; it is possible to observe the curves of hysteresis, basic characteristic in the materials ferroelectrics. Applying Scheller formula and having in it counts the images of the SEM, it is possible to affirm that the surface shows a granular homogeneity and these grains range between [Fórmula matemática]