Estudio de le predicción de las estructuras cristalinas del compuesto zrti2 a alta presión por medio de métodos computacionales usando el software uspex

Abstract

El alto costo para el estudio y creación de nuevos materiales a nivel experimental ha hecho que el modelado y simulación haya adquirido una mayor importancia en los últimos años. Gracias al desarrollo, optimización y evolución de paquetes computacionales aplicados al estudio de los materiales a escala atómica utilizando la teoría funcional de densidad (DFT), se ha logrado implementar nuevas tecnologías en el diseño, síntesis, procesamiento y caracterización de materiales y sistemas químicos a escala nanométrica, superficial y en volumen. De esta forma, el presente trabajo se estudió el sistema Zn-O y el compuesto ZrTi2 por medio del software USPEX (predictor universal de estructuras: cristalografía evolutiva) y con la ayuda del código externo VASP el cual se ejecutó de manera remota en el clúster Guane de la UIS. El sistema Zn-O fue estudiado con el fin de implementar una metodología de ejecución que permitiera obtener estructuras estables, esto fue realizado teniendo en cuenta los estudios anteriores como criterios de referencia para el análisis y selección de resultados coherentes. Se obtuvieron estructuras estables para el compuesto ZnO2 de los grupos espaciales Pa-3 (205), P3121 (152), P3221 (154) y estructuras del grupo espacial Fm-3m (225) para el compuesto ZnO. Por otro lado, fue estudiado el compuesto ZrTi2 a 0, 25 ,50 y 100 GPa y los ensayos realizados dieron como resultado estructuras estables con simetrías P6/mmm (191), P63/mmc (194) y P-3m1 (164) en el rango de 0 a 100 GPa. Además, se calcularon las constantes de elasticidad para algunas estructuras encontradas a 0 GPa, las cuales permitieron ratificar la estabilidad de dichas estructuras. Para el resto de las estructuras, la estabilidad se determinó por medio del cálculo de las entalpías de formación.