OTIMIZAÇÃO ESTRUTURAL DO TITANATO DE MAGNÉSIO

Autores

  • Cristiane Schwartz Venzke Universidade Federal de Pelotas
  • Mário Lúcio Moreira Universidade Federal de Pelotas-UFPEL
  • Sérgio da Silva Cava Universidade Federal de Pelotas-UFPEL
  • Cristiane Wienke Raubach Ratmann Universidade Federal de Pelotas-UFPEL
  • Pedro Lovato Gomes Universidade Federal de Pelotas-UFPEL

Resumo

Atualmente, tem-se a grande preocupação em encontrar fontes de energias renováveis como a energia solar, que pode ser aproveitada e utilizada com a conversão direta de luz em eletricidade por meio de uma célula fotovoltaica. Assim, com o objetivo de modelar um sistema binário de cerâmicas semicondutoras, a fim de prever os processos eletrônicos da rede periódica tridimensional (bulk) e de interfaces, de modo a compreender os processos de transferência de carga, potencialmente aplicados à células solares, é importante realizar o estudo exposto neste trabalho, iniciando-se a exploração das propriedades estruturais e eletrônicas da rede periódica tridimensional (bulk) de titanato de magnésio (MgTiO3) a partir do desenvolvimento da otimização estrutural do composto e do estudo de suas frequências através de simulação computacional efetuada com o cálculo de TFD (Teoria do Funcional da Densidade), realizado no programa CRYSTAL09. Logo, percebe-se a importância do uso de uma modelagem para examinar tal material, sendo o método de primeiros princípios grande aliado na busca de conhecimentos acerca das propriedades estruturais, energéticas e eletrônicas dos compostos, sendo apropriado para comparar diferentes sistemas e auxiliar na obtenção de dados envolvendo todo o entendimento sobre a física quântica do problema. Ainda, conforme o desejado, a otimização da geometria permitirá obter a melhor configuração estrutural, relaxada, que seja capaz de minimizar a energia do sistema no estado fundamental, auxiliando para o alcance dos objetivos do trabalho.

Biografia do Autor

Cristiane Schwartz Venzke, Universidade Federal de Pelotas

Doutoranda do Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Pelotas-UFPEL.

Mário Lúcio Moreira, Universidade Federal de Pelotas-UFPEL

É Professor do Instituto de Física e Matemática (IFM) da Universidade Federal de Pelotas/RS. Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Física (Mestrado/Doutorado) de Universidade Federal de Pelotas e membro permanente do programa de pós-graduação em Ciência e Eng. de Materiais. Bolsista Produtividade em Pesquisa do CNPq Nível 2 na área de materiais cerâmicos. Tem doutorado em Ciências (fisíco-química) pela Universidade Federal de São Carlos (2010), mestre em Engenharia e Ciência de Materiais pela Universidade Estadual de Ponta Grossa (2005) e bacharel em Física pela Universidade Estadual de Ponta Grossa (2002). Hoje é membro do comitê assessor cientifico da Fundação Estadual de Amparo a Pesquisa do Rio Grande do Sul (FAPERGS). Tem experiência na área de Físcia da Matéria Condensada com ênfase em Ciência de Materiais, dedicando-se ao estudo de propriedades físicas dos materiais cerâmicos multifuncionais, atuando principalmente nos seguintes temas: Fotônica, Crescimento de cristais, Simulação computacional aplicada a nanomateriais, Filmes finos, Células fotovoltaicas, Analises Térmicas e Sínteses hidrotérmicas assistidas por micro-ondas.

Sérgio da Silva Cava, Universidade Federal de Pelotas-UFPEL

Possui graduação em Engenharia de Materiais pela Universidade Estadual de Ponta Grossa - UEPG (1995), mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais pela Universidade de São Paulo - USP/SC (2000) e doutorado em Química pela Universidade Federal de São Carlos - UFSCar (2003). Professor Adjunto da Universidade Federal de Pelotas - UFPel, lotado no Centro de Desenvolvimento Tecnológico - CDTec. É docente permanente do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM e Programa de Pós-Graduação em Física. Professor do curso de Graduação em Engenharia de Materiais. Diretor-Executivo Adjunto da Fundação Delfim Mendes da Silveira, onde foi também Diretor Presidente. Foi coordenador do PPGCEM/UFPel durante dois mandatos, sendo o responsável pela implantação dos cursos de Mestrado e Doutorado. Avaliador da Área de Materiais da CAPES durante a avalição quadrienal em 2017. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Cerâmicos, atuando principalmente nos seguintes temas: processamento cerâmico, materiais cerâmicos, síntese química, revestimentos cerâmicos e pigmentos inorgânicos. Atualmente desenvolve trabalhos relacionados a síntese de novos materiais para aplicações diversas, como células fotovoltaicas, células a combustível, materiais magnéticos, aplicações em odontologia, filmes anticorrosão e modificação de superfícies. Estes trabalhos estão sendo desenvolvidos na UFPel por meio do grupo de pesquisa Crescimento de Cristais Avançados Fotônica - CCAF. O grupo envolve professores e estudantes de todos os níveis em vários cursos e programas de pós-graduação na UFPel e em outras universidade na Brasil e outros países.


Cristiane Wienke Raubach Ratmann, Universidade Federal de Pelotas-UFPEL

Professora do Centro de Desenvolvimento Tecnológico (CDTec) da Universidade Federal de Pelotas (UFPel) - RS, membro colaborador do Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharia de Materiais na UFPel. Tem doutorado em Ciência (área de concentração química) pela Universidade Federal de São Carlos-SP (2013), mestrado em química pela Universidade Federal de Pelotas (2010) e graduação em licenciatura em química pela Universidade Federal de Pelotas (2008). Tem experiência na área de Química com ênfase em Ciência de Materiais, dedicando-se ao estudo de propriedades físico-químicas dos materiais cerâmicos multifuncionais, atuando principalmente nos seguintes temas: Sistemas core-Shell, Crescimento de cristais, Sistemas Fotocatalíticos, Células fotovoltaicas, Analises Térmicas e Sínteses solvotérmicas assistidas por micro-ondas, bem como uma grande experiências em microscopia e análises estruturais dos materiais.

Pedro Lovato Gomes, Universidade Federal de Pelotas-UFPEL

Graduado em Física (UFRGS, Porto Alegre. 2002); Mestre em Física (UFRGS, Porto Alegre, 2007); Doutor em Física (UFRGS, Porto Alegre, 2012). Realizou o pós-doutorado no Fraunhofer-IOF na cidade de Jena (Março de 2014) e concluiu o estágio pós-doutoral no Laboratório de Laser do Instituto de Física da UFRGS pela Pós-graduação em Microeletrônica (Maio de 2015). Atualmente, é Professor Adjunto Classe C no Instituto de Física e Matemática e membro permanente do Programa de Pós-graduação em Física da UFPel. As áreas de interesse incluem: monitoração óptica da deposição de filmes via spin coating e dip coating. Estudo teórico-experimental do escoamento de fluidos não-Newtonianos. Desenvolvimento de filmes nanoestruturados superhidrofóbicos e superhidrofílicos via processo Sol-Gel, deposição por pulverização catódica, deposição por canhão de elétrons e deposição térmica a vácuo. Estudo Teórico-experimental da molhabilidade e das propriedades estatísticas e ópticas de superfícies micro-nanoestruturadas. Dentre as técnicas experimentais dominadas se destacam: interferometria laser, polarimetria, elipsometria, microscopia de forca atômica (AFM) e interferometria de luz branca (WLI).

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Publicado

2018-12-20

Edição

v. 11 n. 3 (2018): RETEC - Revista de Tecnologias (Edição Espcial 8º MCSul / VIII SEMENGO)

Seção

Artigos