INVESTIGAÇÃO TEÓRICA DE MATERIAIS COM ESTRUTURA ILMENITA

dc.contributor.advisor1Lazaro, Sérgio Ricardo de
dc.contributor.advisor1IDCPF:26128947808por
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700975U6por
dc.contributor.referee1Sambrano, Julio Ricardo
dc.contributor.referee1IDCPF:06886951831por
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782196D8por
dc.contributor.referee2Celeste, Ricardo
dc.contributor.referee2IDCPF:36532800953por
dc.contributor.referee2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784255P2por
dc.creatorRibeiro, Renan Augusto Pontes
dc.creator.IDCPF:40056896808por
dc.creator.Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4420421P6por
dc.date.accessioned2017-07-24T19:37:53Z
dc.date.accessioned2026-06-30T14:40:04Z
dc.date.available2015-11-23T00:00:00Z
dc.date.available2017-07-24T19:37:53Z
dc.date.issued2015-03-12
dc.description.abstractThe development of spintronic has motivated the research for new half-metallic magnetic materials due to multifunctionality of these compounds and the spin-based devices fabrication with increased performance as compared to the usual electronic devices. From this perspective, we propose a theoretical investigation of FeBO3 (B = Ti, Zr, Hf, Si, Ge, Sn) ilmenite materials based on Density Functional Theory (DFT) within B3LYP hybrid functional to investigate the B-site cation replacement effect on the structural, elastic, magnetic and electronic properties of ilmenite materials. Calculated structural parameters are in agreement with experimental results and shown that the unit cell volume can be controlled by ionic radius of the B-site metals. The bond distances for FeO6 and BO6 octahedral clarify the Jahn-Teller distortion and Fe-O-B-O-Fe intermetallic connection. The elastic behavior was investigated from bulk modulus and showed that such results were influenced by different material densities. Furthermore, these quantities can be used for analyzing the thermodynamic stability of solids, proving that FeSnO3 and FeHfO3 are unstable due to the negative values for bulk modulus. The B-site radius effect is also evidenced on the magnetic property, where Fe(Ti, Si, Ge)O3 are antiferromagnetic, while Fe(Zr, Hf, Sn)O3 are ferromagnetic. The Mulliken population analysis and charge density maps show the charge corridor formation in the [001] direction due to the intermetallic connection with the B-site metals and electronegativity affecting the stability of ilmenite materials. The Density of States and Band Structure profiles show that antiferromagnetics materials and FeZrO3 are convectional semiconductors, whereas FeHfO3 and FeSnO3 exhibit intrinsic half-metallic behavior, making them promising candidates for spintronic devices.eng
dc.description.resumoO desenvolvimento da spintrônica tem motivado a busca por novos materiais magnéticos com comportamento meio-metálico devido à multifuncionalidade desses compostos e ao desenvolvimento de dispositivos baseados no spin do elétron, proporcionando um aumento do desempenho em relação aos dispositivos eletrônicos usuais. Nesse trabalho, propomos a investigação teórica, baseada na Teoria do Funcional de Densidade utilizando o funcional híbrido B3LYP, dos materiais FeBO3 (B = Ti, Zr, Hf, Si, Ge, Sn) na estrutura ilmenita com objetivo de esclarecer o efeito da substituição do cátion B sobre as propriedades estruturais, elásticas, magnéticas e eletrônicas. Os parâmetros estruturais calculados se mostraram em concordância com resultados experimentais e teóricos, revelando que o volume da célula unitária é controlado pelo raio iônico do cátion B. As distâncias de ligação calculadas para os octaedros FeO6 e BO6 indicam a existência do efeito de distorção Jahn-Teller e da conexão intermetálica Fe-O-B-O-Fe. O comportamento elástico foi investigado a partir do bulk modulus, indicando que tal entidade é dependente da densidade dos materiais e discute-se a possibilidade de utilizar esse fator para análise da estabilidade termodinâmica de sólidos, sugerindo a instabilidade dos materiais FeSnO3 e FeHfO3 devido aos valores negativos de bulk modulus. O efeito do tamanho dos cátions B é evidenciado sobre as propriedades magnéticas dos materiais, sendo que Fe(Ti, Si, Ge)O3 são antiferromagnéticos; enquanto que, Fe(Zr, Hf, Sn)O3 são ferromagnéticos. A análise populacional de Mulliken e os mapas de densidade de carga mostraram a formação de um corredor de carga nas conexões intermetálicas observadas na direção [001] e que a eletronegatividade dos cátions B afeta a estabilidade dos materiais com estrutura ilmenita. Os perfis de Densidade de Estados e Estrutura de Bandas mostram que os materiais antiferromagnéticos e o FeZrO3 são semicondutores convencionais, entretanto, FeHfO3 e FeSnO3 exibem comportamento meiometálico intrínseco, tornando-os promissores candidatos para dispositivos spintrônicos, porém, com outra estrutura.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.formatapplication/pdfpor
dc.identifier.citationRIBEIRO, Renan Augusto Pontes. INVESTIGAÇÃO TEÓRICA DE MATERIAIS COM ESTRUTURA ILMENITA. 2015. 108 f. Dissertação (Mestrado em Química) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2015.por
dc.identifier.urihttps://ri.uepg.br/handle/123456789/3016
dc.languageporpor
dc.publisherUNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSApor
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.departmentQuímicapor
dc.publisher.initialsUEPGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química Aplicadapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectTeoria do funcional de densidadepor
dc.subjectDFTpor
dc.subjectfuncionais híbridospor
dc.subjectB3LYPpor
dc.subjectIlmenitapor
dc.subjectFeBO3por
dc.subjectspintrônicapor
dc.subjectmagnetismopor
dc.subjectantiferromagnéticopor
dc.subjectferromagnéticopor
dc.subjectconexão intermetálicapor
dc.subjectmeio-metálicospor
dc.subjectdensity functional theoryeng
dc.subjectDFT. hybrid functionaleng
dc.subjectB3LYPeng
dc.subjectilmeniteeng
dc.subjectFeBO3eng
dc.subjectspintroniceng
dc.subjectmagnetismeng
dc.subjectantiferromagneticeng
dc.subjectferromagneticeng
dc.subjectintermetallic connectioneng
dc.subjecthalf-metalseng
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor
dc.titleINVESTIGAÇÃO TEÓRICA DE MATERIAIS COM ESTRUTURA ILMENITApor
dc.typeDissertaçãopor

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