Determination of the mechanical, thermal, transport, electronic and optoelectronics properties of AMoO4 (A=Ca, Sr, Ba, Pb), with and without oxygen vacancy, by ab-initio calculations

Abstract

Molibdatos da forma AMoO 4 (A = Ca, Sr, Ba, Pb) são materiais amplamente estudados devido a suas propriedades de fotoluminescência. Na presente tese de doutorado, pretende- mos analisar o efeito de vacâncias de oxigênio através da teoria do funcional densidade (DFT) nestes materiais do tipo scheelita, visando principalmente o possível ferromagnetismo induzido devido a este tipo de defeito. O espectro da estrutura de bandas spin-polarizada mostra o apa- recimento de bandas estreitas dentro do gap do material para o canal spin-up. Foi observado no BaMoO 4 -V O × , SrMoO 4 -V O × , e PbMoO 4 -V O × um momento magnético resultante de 2µ B por célula, devido aos elétrons uma vez ligados ao O sendo presos pelos estados 4d no aglomerado trigonal MoO 3 , enquanto no CaMoO 4 -V O × , a vacância de oxigênio distorce a rede, de modo que o desdobramento do campo cristalino resulta em um caso de baixo spin com o campo magnético resultante de momento magnético igual a 0, 15µ B por célula. Este estudo também fornece uma ferramenta valiosa para diminuir o gap de energia nestes materiais, uma vez que o gap largo tem sido reconhecido como um fator desafiador para o desempenho de fotocatálise em luz in- fravermelha e visível. Calculamos as propriedades mecânicas, tais como o módulo de bulk, de cisalhamento e de Young, por meio das constantes elásticas. Além disso, a dureza de Vicker indica que a vacância de oxigênio aumenta a dureza desses materiais. Para as propriedades termoelétricas, a condutividade elétrica é endereçada ao portador do tipo n e, aliada a baixa condutividade térmica (rede + eletrônica) fornecida pelo espalhamento de fônons, resulta em um valor alto da figura de mérito para todas as scheelitas defeituosas.