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Investigación teórica de las estructuras ruddlesden-popper de los oxinitruros sr2 (ta,nb)o4-xnx(x = 0.5 y 1.0) a través de la teoría funcional de la densidad

Resumen

La fase Ruddlesden-Popper (RP) es una perovskita dispuesta en capas dislocadas, con un intercrecimientode capas de perovskita ABX3 y una capa AX: (AX)(ABX3). Sustitución parcial de oxígeno por nitrógeno (debido a similitudes en electronegatividad, polarizabilidad, radio iónico) conlleva a modificaciones de sus propiedades eléctricas, ópticas, catalíticas y magnéticas. Adicionalmente, se prevé un posible comportamientoferroeléctrico inducido por sustitución. En este trabajo se presenta el análisis de las propiedades estructurales, electrónicas y fonónicas del compuesto Sr,(Ta, Nb)O4- ;N, para dos concentraciones aniónicas x = 0.5y x= 1.0. Esto se logró mediante DFT implementado en el paquete de simulación Vienna ab-initio (VASP) compilado en el cluster "Guane" de la supercomputadora de la Universidad industrial de Santander. Se realizó la sustitución a traves del código SOD obteniendo 11 configuraciones para x= 1, y dos configuraciones para x = 0.5, todas con diferente orden aniónico. Posteriormente se realizó la relajación estructural,encontrando dos configuraciones de mínima energía con ordenamiento aniónico trans y cis, pertenecientesal grupo espacial Immm(S.G.71) y Cmcm(S.G.63), respectivamente. Cálculos de DFT indican que el ordenaniónico cis es energéticamente más favorable que el orden trans. La estructura electrónica sugiere un material aislante con una reducción del bandgap en el punto T' permitiendo la fotocatálisis en el rango visiblepara la división de agua. La estructura fonónica evidencia modos imaginarios que conllevan a desplazamientos atómicos y caída en la simetría, logrando una transición de fase al más favorable modo suave quiral con grupo espacial C2221 (SG. 20).