Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: FELIPE OLIVEIRA DE CARVALHO
DATA: 23/02/2024
HORA: 14:30
LOCAL: SALA VIRTUAL meet.google.com/kko-qwxi-exn
TÍTULO: Análise das propriedades eletrônicas e ópticas do YVO4:Eu3+ e do YVO4:Eu2+ a partir dos cálculos de primeiros princípios
PALAVRAS-CHAVES: fósforo vermelho; estrutura eletrônica; absorção óptica; cálculos DF.
PÁGINAS: 78
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Física
RESUMO:

O estudo apresentado nessa tese explorou as propriedades estruturais, eletrônicas e ópticasdo composto YVO4:Eu3+, famoso fósforo vermelho, bem como as modificações dessaspropriedades sob mudança do estado de oxidação do Eu3+. Segundo a experiência, o últimocenário se configura quando o YVO4:Eu3+ é submetido à radiação gamma, provocando aremoção de elétrons do material e facilitando sua subsequente captura pelos íons Eu3+. Essasituação foi simulada adicionando um elétron nas proximidades do Eu3+ e compensandosua carga pela carga positiva homogeneamente espalhada pelo interior do material. Oestudo foi realizado utilizando os mais modernos métodos computacionais baseados nateoria do funcional da densidade. Como ponto de partida, foram calculadas as propriedadesdo composto YVO4 puro e comparadas com cálculos anteriores. Simulação dos efeitosde troca e correlação (XC) pelo potencial “Modified Becke Johnson” (mBJ), resultou novalor do bandgap de 3,7 eV, muito próximo ao valor experimental de 3,8 eV. O compostoYVO4:Eu3+ foi simulado computacionalmente a partir da super-célula do YVO4 puro (48átomos), em qual um íon de Y3+ foi substituído por um íon de Eu3+, gerando a matrizcristalina contendo 2% das impurezas. Os efeitos XC foram simulados pelo potencialmBJ. Para o íon de Eu foi levada em conta a interação spin-órbita (SO), enquanto osaltamente correlacionados elétrons na subcamada 4f foram tratados em termos de correçãode Hubbard U (abordagem mBJ+SO+U). Diferentes valores de U foram testados, comobjetivo de calcular a estrutura eletrônica que reproduz o espectro de absorção óptica(OA) do YVO4:Eu3+ produzido experimentalmente. O valor U = 2.5 eV atendeu essecritério, reproduzindo todas as características principais de OA experimental, bem como arica estrutura de picos relacionada a absorção de Eu3+. Todos eles foram interpretados emtermos da estrutura eletrônica calculada. O espectro AO é altamente anisotrópico, comabsorção predominante da luz polarizada paralelamente ao eixo tetragonal c. Ao introduzirum elétron adicional na super-célula do YVO4:Eu3+, constatou-se que o Eu3+ capturauma parte significativa da carga dele (0,3e), sem, no entanto, poder confirmar alteraçãocompleta do seu estado de oxidação para 2+, como sugerido pela experiência. Contudo,a configuração eletrônica do Eu sofre mudanças notáveis, com os estados 4f ocupadosaumentando sua energia e aproximando-se da banda de condução. Essa modificação alterasignificantemente absorção óptica do Eu, gerada pelas transições 4f-5d, em contraste comas transições 4f-4f no caso do YVO4:Eu3+ sem carga adicional. Esse fato explica a mudançadrástica do espectro de emissão do YVO4:Eu3+ irradiado por raios gamma, observadoexperimentalmente. Finalmente, a mudança parcial do estado de oxidação do Eu foiconfirmada pelo cálculo da borda de absorção L do Eu, cujos resultados mostram umdeslocamento da borda de YVO4:Eu3+ irradiado para mais baixas energias em comparaçãocom YVO4:Eu3+.

MEMBROS DA BANCA:
Interno - 1835424 - ADILMO FRANCISCO DE LIMA
Interno - 3628511 - MARCOS VINICIUS DOS SANTOS REZENDE
Presidente - 1502254 - MILAN LALIC
Externo ao Programa - 2584227 - RICARDO OLIVEIRA FREIRE
Externo à Instituição - ROBERTO RIVELINO MORENO