Propriedades estruturais e optoeletrônicas dos compostos SrSnO3, SrxBa1-xSnO3 e BaSnO3

In this work we present a study for the structural, electronic and optical properties, at ambient conditions of SrSnO3, SrxBa1

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Apresentamos neste trabalho um estudo das propriedades estruturais, eletrônicas e ópticas, em temperatura ambiente dos cristais de SrSnO3, SrxBa1xSnO3 (x = 0:2; 0:4; 0:6; 0:8) e BaSnO3, todos eles membros da classe das perovskitas do tipo estanatos terrosos, ASnO3. O nosso modelo teórico foi baseado na teoria do funcional da densidade (DFT) considerando as aproximações da densidade local e do gradiente generalizado, LDA-CAPZ e GGA-PBE (OPIUM), respectivamente. Para o SrSnO3 ortorômbico, foram calculadas a estrutura de bandas eletrônica, densidade de estados, função dielétrica complexa, absorção óptica e os espectros infravermelho e Raman. Os parâmetros de rede calculados estão próximos dos resultados experimentais, e um band gap indireto E(S !)=1.97 eV (2.27 eV) foi obtido dentro do nível GGA (LDA) de cálculo. As massas efetivas dos buraco e dos elétrons foram estimadas, sendo elas muito anisotrópicas em comparação com os resultados similares para o CaSnO3 ortorômbico. Além disso, nossos resultados mostram que a função dielétrica complexa e a absorção óptica do SrSnO3 são sensíveis ao plano de polarização da luz incidente. O espectro infravermelho entre 100{600 cm1 foi obtido, com seus principais picos sendo assinalados, e uma boa concordância dos resultados experimentais e teóricos do espectro Raman do SrSnO3 ortorômbico foram alcançados. Para a série SrxBa1xSnO3, as propriedades eletrônicas foram investigadas. O Sr0:2Ba0:8 SnO3 cúbico possui um band gap indireto, enquanto o Sr0:4Ba0:6SnO3 tetragonal, os ortorômbicos Sr0:6Ba0:4SnO3 e Sr0:8Ba0:2SnO3 exibem um band gap direto. O band gap eletrônico mìnimo de Kohn-Sham oscila de 2.62 eV (Sr0:4Ba0:6SnO3 tetragonal, LDA) até 1.52 eV (Sr0:6Ba0:4SnO3 ortorômbico, LDA). As massas efetivas de buracos e de elétrons foram estimadas, sendo anisotrópicas nas séries. vi Para o BaSnO3 cúbico, foram calculadas a estrutura de bandas eletrônica, densidade de estados, função dielétrica e absorção óptica, bem como o espectro infravermelho de absorção após computar os modos de vibração do cristal em q = 0. A permissividade óptica dielétrica e as polarizabilidades em ! = 0 e ! = 1 foram obtidas. Um band gap indireto E(R !) de 1.01 eV e 0.74 eV foi obtido com o LDA-CAPZ e o GGA-PBE, respectivamente, que é menor que o dado experimental (3.1 e V). As massas efetivas de buraco e de elétron foram estimadas através de um ajuste parabólico ao longo de diferentes direções no máximo da banda de valência e no mínimo da banda de condução, sendo muito isotrópico para elétrons e anisotrópico para buracos, permitindo-nos sugerir que o BaSnO3 cúbico de gap indireto é um semicondutor com potencial para aplicações optoeletrônicas. As propriedades ópticas revelaram um grau de isotropia para o cristal com respeito aos diferentes planos de polarização de luz incidente. O espectro infravermelho entre 100{600 cm 1 foi obtido, com seus principais picos sendo assinalados