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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Title: Cálculos de primeiros princípios das propriedades hiperfinas do CdMo04, através do Wien2k
metadata.dc.creator: BARBOSA, John Everton Batista
metadata.dc.contributor.advisor1: COSTA, Messias de Souza
Issue Date: 23-Dec-2019
Citation: BARBOSA, John Everton Batista. Cálculos de primeiros princípios das propriedades hiperfinas do CdMo04, através do Wien2k. Orientador: Messias de Souza Costa. 2919. 56 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Física) – Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Abaetetuba, 2019. Disponível em: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/3313. Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: Neste trabalho, apresenta-se a análise das propriedades estruturais, energéticas, hiperfinas e eletrônicas do composto (CdMoO4), para o qual foi estudado uma célula unitária com 18 átomos. Este estudo foi realizado por meio da utilização de cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo da Teoria do Funcional Densidade (DFT – Density Functional Theory), empregando-se a ferramenta computacional FP-LAPW (Full Potential Linear Augmented Plane Wave), na qual é utilizado a Aproximação de Gradiente Generalizado. Todos os procedimentos de cálculos foram realizados através do código computacional do software WIEN2k. Diante desta premissa, a partir de dados experimentais aplicados nos cálculos de simulação computacional, foram obtidos a otimização da geometria cristalina, parâmetros de rede e volume da célula unitária. Verificou-se a partir do gráfico que descreve a variação da energia em relação ao volume, que a célula energeticamente mais estável foi acrescida percentualmente em um volume de 5% do experimental enquanto a razão entre os parâmetros de rede c e a (c/a) aumentou em 0,5%, o que corresponde a um acréscimo nos parâmetros de rede e distâncias interatômicas. Na estrutura cristalina otimizada, cada íon Cd é coordenado por oito íons O a uma distância de 2,45 e 2,44 Å, enquanto cada íon Mo é coordenado por quatro íons O a uma distância interatômica de 1,79 Å, assim como os parâmetros de rede obtidos foram 𝑎=𝑏=5,23183 Å e 𝑐=11,41747 Å, o que corresponde a um volume total de 312,520192 𝐵𝑜ℎ𝑟3. Os resultados teóricos foram comparados com os dados experimentais, e de acordo com essa abordagem, foi constatado que ambos se encontram aproximadamente equivalentes, demonstrando a boa precisão da DFT em obter a otimização da célula. As propriedades elétricas do composto CdMoO4 foram analisadas com base nos resultados teóricos obtidos para o Gradiente de Campo Elétrico (EFG – Eletric Gradient Field) no sítio Mo, os quais foram equiparados com dados experimentais. Na simulação obtivemos 7,28 x 1021 V/m2 que é um resultado mais alto que o valor experimental encontrado na literatura, no qual o EFG obtido foi de 5,73 x 1021 V/m2. Para o EFG no sítio do Cd foi obtido o valor de 1,90 x 1021 V/m2. Também foram obtidos os gráficos de Densidade de Estados (DOS – Density of States), no qual obteve-se um gap de 2,28 eV, inferior ao da literatura em torno de ~3,8 eV, o que pode ser justificado pela subestimação do gap da banda eletrônica pela DFT para óxidos de metais de transição o que pode ser corrigido utilizando a DFT+U. Apesar disto as propriedades hiperfinas são bem representadas.
Abstract: In this work, we present the analysis of the structural, energetic, hyperfine and electronic properties of the compound (CdMoO4), for which a unitary cell with 18 atoms was studied. This study was performed by using first-principle calculations within the Density Functional Theory (DFT) formalism, using the Full Potential Linear Augmented Plane Wave (FP-LAPW) computational tool. We used the Generalized Gradient Approximation. All calculation procedures were performed using the computer code of the WIEN2k software. Given this premise, from experimental data applied in computational simulation calculations, the optimization of crystalline geometry, network parameters and unit cell volume were obtained. It was found from the graph depicting the change in energy relative to volume that the most energy-stable cell was increased by a percentage of 5% of the experimental as the ratio between cea network parameters (c/a) increased 0,5%, which corresponds to an increase in network parameters and interatomic distances. In the optimized crystal structure, each Cd ion is coordinated by eight O ions at a distance of 2,45 and 2,44 Å, while each Mo ion is coordinated by four O ions at an interatomic distance of 1,79 Å, as well as the ions. network parameters obtained were a = b = 5,23183 Å and c = 11,41747 Å, which corresponds to a total volume of 312,520192 𝐵𝑜ℎ𝑟3. The theoretical results were compared with the experimental data, and according to this approach, it was found that both are approximately equivalent, demonstrating the good accuracy of DFT in obtaining cell optimization. The electrical properties of the CdMoO4 compound were analyzed based on the theoretical results obtained for the Electric Gradient Field (EFG) at the Mo site, which were compared with experimental data. In the simulation we obtained 7,28 x 1021 V/m2 which is a higher result than the experimental value found in the literature, in which the obtained EFG was 5,73 x 1021 V/m2. For the EFG at the Cd site, a value of 1,90 x 1021 V/m2 was obtained. The Density of States (DOS) graphs were also obtained, in which a gap of 2,28 eV was obtained, lower than the literature around ~ 3,8 eV, which may be justified by the underestimation. DFT electron band gap for transition metal oxides which can be corrected using DFT + U. Despite this the hyperfine properties are well represented.
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA CLASSICA E FISICA QUANTICA MECANICA E CAMPOS
Keywords: Molibdato de cádmio
Teoria do funcional da densidade
WIEN2k
Cadmium molybdate
Density functional theory
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Curso de Física - CABAE

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