Ciência e Tecnologia: bases para o Desenvolvimento Social
20 a 25 de outubro de 2014
Trabalho 2612
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física teórica, experimental e de simulação |
| Setor | Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Barbara Caetano dos Santos |
| Orientador | PABLO DAMASCENO BORGES |
| Título | Termoeletricidade em óxidos: estudo teórico de primeiros princípios |
| Resumo | Os materiais termoelétricos despertam grande interesse cientifico e tecnológico por serem capazes de converter diretamente calor em eletricidade. O desempenho de um material termoelétrico a uma dada temperatura T é determinada pela sua figura de mérito dada por ZT = σS2T/κ, onde σ, S e κ representam a condutividade elétrica, o coeficiente Seebeck e a condutividade térmica, respectivamente. Esforços de pesquisa vêm sendo feitos com intuito de aumentar o valor de ZT para vários materiais. Alguns óxidos, tais como SnO2 (dióxido de estanho) e o TiO2 (dióxido de titânio) estão entre os materias promissores para aplicações termoelétricas. Estes materiais são considerados hoje excelentes opções para a fabricação de diversos tipos de dispositivos com aplicação em tecnologia termoelétrica, optoeletrônica, spintrônica, dentre outras. Entre suas principais características estão: (a) cristalização na estrutura rutila (SnO2 e TiO2) e anatase (TiO2), (b) gap “largo”, (c) excitações eficientes na temperatura ambiente, (d) característica semicondutora (e) excelente estabilidade térmica e química e (f) quando dopado com impurezas de metais de transição em baixas concentrações se comportam como semicondutores magnéticos diluídos (DMS - Diluted Magnetic Semiconductors), apresentando ferromagnetismo à temperatura ambiente. Neste trabalho apresentamos resultados teóricos das propriedades eletrônicas e de transporte do SnO2 e TiO2. Para o estudo das propriedades eletrônicas foram realizados cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo da teoria do funcional da densidade (DFT), implementado no programa VASP. O código VASP se tornou uma ferramenta computacional bastante poderosa, representando o “estado da arte” em cálculos de estrutura eletrônica e energia total e já vêm sendo utilizado com bastante sucesso pelo nosso grupo de pesquisa na descrição das propriedades eletrônicas, vibracionais, óticas e magnéticas de materiais semicondutores. Para a análise das propriedades de transporte e termoelétricas foi aplicado o formalismo semiclálssido de Boltzmann, dentro da aproximação do tempo de relaxação constante, implementado no código computacional BoltzWann. Nossos resultados teóricos, para propriedades estruturais, eletrônicas e coeficiente Seebeck mostraram boa concordância com dados experimentais disponíveis na literatura. |
| Palavras-chave | TiO2, propriedades eletrônicas, termoelétricos |
| Forma de apresentação..... | Painel |