Nessa disserta ção foram estudados os efeitos da inser çãoo do í on de Cu na matriz cristalina
do Bi12GeO20 (BGO) utilizando t écnicas computacionais de primeiros princ ípios baseadas
na teoria do funcional da densidade. Foi aplicado o m étodo FP-LAPW implementado
no c ódigo WIEN2K. Os efeitos de correla ção e troca foram tratados com o funcional
GGA-PBE (para optimiza ção estrutural) e com o potencial TB-mbj (para o c álculo
das propriedades eletrônicas). Dentro da matriz cristalina h á dois possí veis sí tios de
acomoda ção da impureza, Ge4+ e Bi3+. Os estudos experimentais têm mostrado que a
maioria das impurezas de metais de transi ção tem mais preferência em se acomodar no
s tio Ge4+. Este fato surpreende, pois espera-se que as impurezas substituam o sí tio do
Bi3+, por ele ter o estado de carga mais compatí vel e maior raio iônico. Por outro lado,
o í on de Cu e um dos poucos que tem preferência pelo sí tio do Bi3+. Ele se acomoda
neste s tio com configura ção eletrônica 3d9 e com estado de oxida ção 2+. Então, com
o objetivo de compreender estes fatos não explicados ainda pelos experimentos, foram
simuladas dois sistemas distintos: (1) o cristal BGO com impureza de Cu no sí tio de
Ge4+, e (2) o cristal BGO com impureza de Cu no sí tio de Bi3+. O defeito foi estudado
nos estados de carga neutro, carregado positivamente e negativamente. A preferência da
inser ção foi estimada a partir dos c álculos da energia de forma ção dos defeitos. Tamb ém
foram calculadas propriedades eletrônicas e aplicada a teoria quântica de átomos em
mol éculas com objetivo de estimar o estado de oxida ção do Cu. Os resultados confirmaram
a preferência de acomoda ção do íon de Cu no s tio do Bi3+, em acordo com os resultados
obtidos por t écnicas experimentais como a EPR. A an álise da estrutura eletrônica mostrou
que a valência do Cu e 2+ (3d9) independentemente do estado de carga. Foram analisadas
e esclarecidas as mudan ças nas propriedades estruturais, eletrônicas e magn éticas do
composto BGO na presen ça da impureza de Cu em ambos os s tios da incorpora ção.