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

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dc.contributor.advisorGarcía Castro, Andrés Camilo
dc.contributor.authorPinto Castro, Juan Alejandro
dc.date.accessioned2024-03-04T01:21:41Z
dc.date.available2021
dc.date.available2024-03-04T01:21:41Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractLa 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).
dc.description.abstractenglishThe Ruddlesden-Popper phase (RP) phase is a perovskite arranged in dislocated layers, with an intergrowthof ABX3 perovskite layers and an AX layer:(AX)(ABX3). Partial replacement of oxygen by nitrogen (dueto similarities in electronegativity, polarizability, ionic radio) leads to modifications of electrical, optical,catalytic and magnetic properties. Additionally, a possible substitution-induced ferroelectric behaviour is anticipated. This work presents the analysis of the structural, electronic and phononic properties of the compoundSr2(Ta, Nb) O4-xN x for two anion concentrations x = 0.5 y x = 1.0. This was achieved by means of DFTimplemented in the Vienna ab-initio simulation package (VASP) compiled in the "Guane" cluster of the supercomputer of the Industrial University of Santander. The substitution was carried out through the soDcode obtaining 11 configurations for x = 1.0, and two configurations for x = 0.5, all with different anionicorders. Subsequently, structural relaxation was carried out, finding two configurations of minimum energywith trans and cis anionic ordering, belonging to the space group Immm (S.G. 71) and Cmcm (S.G. 63),respectively. DFT Calculations indicate that the cis anion order is energetically more favourable than thetrans order. The electronic structure suggests an insulating material with a reduction in bandgap at pointT allowing photocatalysis in the visible range for water splitting. The phononic structure shows imaginarymodes that lead to atomic displacements and a drop in symmetry, achieving a phase transition to the most favourable chiral soft mode with space group C222, (SG. 20)
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameFísico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/41910
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programFísica
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectPerovskita
dc.subjectRuddlesden-Popper
dc.subjectDft
dc.subjectFerroelectricidad
dc.subjectFotocatálisis.
dc.subject.keywordPerovskite
dc.subject.keywordRrudlesden-Popper
dc.subject.keywordDft
dc.subject.keywordFerroelectricity & Photocatalysis.
dc.titleInvestigación 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
dc.title.englishTheoretical investigation of the rrudlesden-popper oxinitrides structuressr2(ta, nb)o4-»n, via density functional theory *
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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