Optimización estructural de la Perovskita de Zirconato de estroncio: un estudio a primeros principios

Abstract

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%.