Propriedades estruturais e eletrônicas de novos sistemas de perovskitas calcogênicas com potencial para aplicações fotovoltaicas/optoeletrônicas
Abstract
Perovskitas calcogênicas são materiais propostos para aplicações eletrônicas e ópticas devido a sua estrutura eletrônica. O estudo de sistemas de perovskitas não óxidas foi abordado neste trabalho visando explorar propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais destes sistemas, tendo por objetivo analisar qual material seria promissor para futuras aplicações fotovoltaicas/optoeletrônicas. Além do sistema baseado em oxigênio, também foram estudados sistemas com substituições
totais no ânion O partindo do composto MgTiO3 (MTO), uma perovskita óxida muito conhecida na literatura. Para isso, escolheu-se outros elementos da família dos calcogênios presentes na tabela periódica; criando os sistemas MgTiS, MgTiSe, MgTiTe. Sendo a escolha destes derivada de sistemas similares. As propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais de tais sistemas foram tratadas usando simulações mecânico quânticas baseadas na Teoria do Funcional da Densidade (TFD), combinada com o funcional de troca e correlação PBE. Todos os sistemas investigados foram tratados computacionalmente por meio do pacote computacional Crystal17, utilizando bases pseudopotenciais e all electron, com intuito de melhorar a precisão dos dados obtidos.
Os resultados mostraram ser positivas as substituições com a criação de novos sistemas que apresentaram menores valores de banda proibida, mais propícios a aplicações que envolvam conversão de energia solar. No caso do MgTiS, o gap foi reduzido para 1,58eV, para o MgTiSe o gap foi reduzido para 0,89eV e para o MgTiTe o gap chegou a 0,09eV. Assim a substituição de oxigênio por enxofre mostra-se a mais favorável para a aplicação desejada.