En el presente estudio teórico ab initio comparativo se utiliza el código SIESTA®, mediante la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) para comprender las propiedades estructurales y electrónicas de la fase cúbica en el equilibrio de la geometría de dos perovskitas complejas: NaNbO3 y SrTiO3. Se emplean dos pseudopotenciales base: Aproximación de Gradiente Generalizado (GGA) por los autores Perdew-Burke-Ernzerhof, y Aproximación de Densidad Local (LDA) por Ceperley-Alder. Los parámetros de red obtenidos para el NaNbO3 son a0= 3.900 y 4.040 Å con una precisión del 98.86 y 97.6%. Para el SrTiO3 se obtuvieron parámetros de red de a0= 3.969 y 3.811 Å con una precisión de 92.8 y 97.6% respectivamente de cada pseudopotencial. Se demuestra que el comportamiento de ambas estructuras de bandas tiene una transición electrónica indirecta particular con spin no polarizado, con un ancho de banda prohibida de ∼1.28 eV para el NaNbO3 y ∼2.0 eV para el SrTiO3 con el potencial de intercambio-correlación LDA y una estructura de bandas argumentativa de la fiable aplicación de estos materiales en fase cúbica para dispositivos opto-electrónicos.

En el presente trabajo se realizó un estudio teórico de las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas para la perovskita ferrita de gadolinio (GdFeO3) con estructura cúbica, obtenidas mediante cálculos ab-initio basados en la Teoría del Funcional de la Densidad implementado en el Código SIESTA. Se usaron pseudopotenciales de Troullier-Martin que conservan la norma con parametrizaciones de correlación e intercambio de Perdew, Burke y Ernzerhof (PBE) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (GGA) y Ceperley y Alder dentro de la aproximación de densidad local (LDA). El parámetro de red calculado con estas aproximaciones es a0= 3.841 Å y a0= 3.701 Å usando la aproximación de GGA y LDA, respectivamente. Por otro lado, se realizó el cálculo de Estructura de Bandas y Densidad de Estados encontrando que el material tiene un comportamiento metálico. Finalmente, la parte imaginaria de la función dieléctrica muestra un pico de absorción significativo a una energía de 0.409 eV para GGA y 0.267 eV para LDA en el rango infrarrojo perteneciente a los modos vibracionales del sistema.

Se realizó un estudio teórico relativo dos perovskita de tipo ABO3, Titanato de Bario (BaTiO3) y Zirconato de Bario (BaZrO3), optimizando los parámetros para un pseudopotencial Perdew-Burke-Erszerhof (PBE) de tipo ultrasuave, mediante el uso del código SIESTA el cual está sustentado en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Así mismo se optimizaron las estructuras, alterando el parámetro de red de ambas perovskitas permitiendo determinar la más estable. Para las estructuras de mínima energía del BaTiO3 y BaZrO3 se obtuvieron parámetros de red correspondientes a 4.104 Å y 4.276 Å respectivamente, que difieren en poca cantidad a los reportados experimentalmente cuyos valores son de 4.004 Å y 4.256 Å mostrando que SIESTA permite obtener aproximaciones superiores al 97%, asimismo la estructura de bandas mostro el comportamiento indirecto en la transición de la banda de valencia a la de conducción para ambos materiales con características de semiconductores al poseer valores de 1.64 y 2.77 eV respectivamente.

ResumenSe realizó un estudio teórico del zirconato de estroncio (SrZrO3) tipo perovskita, que cristaliza en una celda cúbica con 5 átomos: 1 átomo de Sr distribuido en los vértices, 3 átomos de O en las caras y 1 átomo de Zr en el centro. Se optimizaron los parámetros para un pseudopotencial Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) de tipo ultrasuave en el código de Quantum Espresso®, sustentada en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT, por sus siglas en inglés). Se realizaron cálculos de tipo autoconsistente, variando el tamaño de la función de onda y el número de puntos de alta simetría, definidos mediante una red Monkhorst-Pack. Se realizó la optimización estructural variando posiciones atómicas y el parámetro de red de la estructura de SrZrO3; se obtuvieron la gráfica de bandas y la densidad de estados electrónica para una ruta Γ-X-R-M-Γ. Se muestra que a partir de simulaciones moleculares a primeros principios se pueden obtener propiedades estructurales con una precisión de 98.4%. Palabras Clave:Perovskita, Pseudopotencial, DFT. AbstractA theoretical study of strontium zirconate (SrZrO3) type perovskite, which crystallizes in a cubic cell with 5 atoms: 1 Sr atom distributed in the vertices, 3 O atoms in the faces and 1 Zr atom in the center was done. The parameters optimization for an ultrasoft pseudopotential Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) type in Quantum Espresso® code based on Density Functional Theory (DFT) was done. A serie of self-consistent calculations were performed varying the size of the wave function and as the number of high symmetry points in a Monkhorst-Pack grid. A structural optimization was carried out by varying atomic positions and the lattice parameter of the SrZrO3 structure; the band plot and the electronic state density for a Γ, X, R, M, Γ path were obtained. Results shown that by molecular simulations by means of ab initio study, the structural properties can be obtained with an accuracy of 98.4%.

En el presente estudio teórico se empleo el código SIESTA; sustentado en la teoría del funcional de la densidad (DFT), el cual permite determinar las diferentes propiedades de los materiales, como son las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas. Este estudio, está dirigido a una perovskita de bromuro de estaño y cesio (CsSnBr3), con estructura cubica centrada en las caras, donde se optimizaron los parámetros para el pseudopotencial GGA (Generalized Gradient Aproximation) de tipo PBE. En la primera fase del estudio se varió la función de onda de prueba siendo el valor óptimo de 100 Ry y el número de puntos de alta simetría en una malla de Monkhorst-Pack, por medio de cálculos autoconsistententes. Posteriormente se optimizó la estructura tomando en cuenta diferentes parámetros de red; mediante cálculos de relajamiento, obteniendo la estructura de mínima energía a 5.787 Å. Para la tercera parte del estudio se realizó el cálculo de la estructura de bandas y densidad de estados electrónicos (DOS) donde se estableció el comportamiento electrónico del sistema como conductor. Por último, se obtuvo la parte imaginaria de la función dieléctrica la cual muestra la absorción del sistema y los fenómenos internos que ocurren a nivel molecular; en un rango aproximado al espectro ultravioleta.