A influência das concentrações dos elementos codopantes Co/Nb na estrutura e energia de banda proibida do BaTiO3 em pó

Abstract

No presente trabalho, amostras da perovskita BaTiO3 foram produzidas e codopadas com nió bio e cobalto pelo método de síntese via sol-gel. As propriedades do material produzido foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios-X, espectroscopia por dispersão de energia, microscopia eletrônica de varredura, transformada de Fourier no espectro infravermelho, espec troscopia Raman e espectroscopia ultravioleta-visível. A técnica de DRX confirmou apenas 3 das 6 amostras com dopagem efetiva, das quais, a amostra BTCN-1505 (0,15 mol% de Co e 0,05 mol% de Nb) apresentou menor energia de banda proibida, cerca de 1,88 eV, que é um valor consideravelmente abaixo do comumente encontrado na literatura, de cerca de 3,2 eV, além de apresentar titanato na fase ortorrômbica, em decorrência do excesso de cobalto. Ademais, algu mas outras fases foram identificadas, tanto no DRX quanto pelo auxílio das demais técnicas, e a estabilidade da fase tetragonal é discutida em relação à concentração de Nb e Co. Estruturas cristalográficas foram geradas partindo-se do refinamento de Rietveld das amostras, em seguida, realizou-se simulações ab initio da estrutura de bandas e densidade de estados das amostras de titanato puro, 0,03 mol% de Co e 0,15 mol% de Nb, 0,15 mol% de Co e 0,05 mol% de Nb, como comparação entre dados simulados e dados experimentais.