Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: JONATHAN SILVA SOUZA
DATA: 27/07/2023
HORA: 08:00
LOCAL: SALA VIRTUAL meet.google.com/hbg-jwmy-buy
TÍTULO: Estudo teórico-computacional das propriedades eletrônicas, ópticas e ferroelétricas dos compostos multifuncionais R3c AFeO3 (A = Sc ou In)
PALAVRAS-CHAVES: Materiais multifuncionais, estrutura eletrônica, espectros ópticos, ferroeletricidade, cálculos DFT.
PÁGINAS: 105
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Física
SUBÁREA: Física da Matéria Condensada
RESUMO:

A busca por materiais com propriedades ferroelétricas e fotovoltaicas adequadas é umintenso campo de pesquisa em Física dos Materiais. Empregando cálculos baseados dateoria funcional da densidade de spin não colinear, investigamos as propriedadeseletrônicas, ópticas e ferroelétricas dos compostos multifuncionais R3c AFeO 3 (A = Scou In). O objetivo principal desse estudo é de melhor entender do ponto de vista depropriedades fundamentais o potencial desses materiais para aplicações fotovoltaicas eem especial no campo dos ferroelétricos-fotovoltaicos. Devido à falta de informaçõesexperimentais sobre essas propriedades, usamos as do composto BiFeO 3 isoestruturalque são bem documentado na literatura como referencial para a escolha do valor do U effa ser aplicado nos cálculos. Portanto, para aproximar os efeitos de troca e correlação emnossos cálculos foi empregada a aproximação da densidade de spin local incluindo acorreção de Hubbard U efetiva (U eff = 6,0 eV) para os estados 3d do átomo de Fe. Foideterminado que o ScFeO 3 e o InFeO 3 exibem energias fr band gaps direta de 3,0 eV e2,6 eV, respectivamente, e absorvem luz visível na parte extrema do espectro solarvisível. As massas efetivas dos portadores de carga (m*) são comparáveis às dossemicondutores convencionais comerciais (m* ≤ 0,5 m 0 ) e os valores das energias dedissociação dos éxcitons são baixos (< 2,0 meV). Todas essas propriedades sãocomparáveis às do BiFeO 3 que é um material bastante utilizado em aplicaçõesfotovoltaicas. Portanto, os compostos ScFeO 3 e InFeO 3 apresentam grande potencialpara serem utilizados para futuras aplicações fotovoltaicas. Visando um ajuste daspropriedades de interesse do composto InFeO 3 , foram realizados cálculosautoconsistentes do material sob tensão e compressão no volume da célula unitária.Nossos estudos revelaram que sob condições de tensão no volume da célula unitária,este material apresenta uma energia de band gap ideal para aplicações fotovoltaicas. Emoutras palavras, sob tensão de 9% do volume da célula unitária do R3c InFeO 3 (a =5,536 Å e c = 13,808 Å), foi encontrado um band gap de energia direta de 1,74 eV. Paraessa estrutura cristalina, verificou-se ainda que o material atinge uma eficiência máximade fotoconversão que é de 20% para uma espessura de filme fino de aproximadamente100 nm. Esse valor é 4% a mais do que o do material livre de tensão. Também severificou que a massa efetiva dos portadores de carga e a energia de ligação do éxcitonsão significativamente diminuídas em relação ao do material livre de estresse. Essesdois últimos fatos, provavelmente, provavelmente levarão a uma melhor mobilidade dosportadores de carga e mais fácil separação do par elétron-buraco no processo defotoabsorção de luz do material. Sob esse nível de deformação, a polarização elétricaespontânea foi reduzida para 77,6 μC/cm 2 que consiste em um valor ainda superior aode outros materiais ferroelétricos conhecidos.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1835424 - ADILMO FRANCISCO DE LIMA
Interno - 3628511 - MARCOS VINICIUS DOS SANTOS REZENDE
Interno - 1502254 - MILAN LALIC
Externo à Instituição - ROBERTO RIVELINO MORENO
Externo à Instituição - SERGIO ANDRE FONTES AZEVEDO