Síntese e caracterização teórico-experimental das peroviskitas ABO3 (A = Sm, Eu e Gd e B = Ti, Cr, Ni e Cu) por reação de estado solido e altas pressões - Pereira, Aercio Filipe Franklim de Figueiredo (2024)
Sistemas multicomponentes de alta e média entropia baseados em perovskitas possibilitam a incorporação de diferentes elementos, permitindo a customização de propriedades físicas e químicas. Os sistemas Sm(Ti0.17Cr0.23Ni0.30Cu0.30)O3, Eu(Ti0.18Cr0.22Ni0.30Cu0.30)O3 e Gd(Ti0.18Cr0.22Ni0.26Cu0.33)O3 foram sintetizados por moagem mecânica em atmosfera ambiente. A evolução da estrutura foi monitorada por difração de raios X (DRX), e o refinamento de Rietveld confirmou a formação de perovskitas ortorrômbicas (grupo espacial Pnma) com tamanho de cristalito nanométrico (<20nm). Após tratamento térmico a 500 ºC, não foram observadas novas fases. Após a obtenção das perovskitas de média entropia, realizamos um estudo sistemático desses materiais multicomponentes utilizando cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Os cálculos teóricos empregaram parâmetros de rede e posições atômicas determinados experimentalmente. Devido à ocupação parcial de sítios e ao alto custo computacional associado ao uso de supercélulas muito grandes, selecionamos duas configurações com base no comportamento ferromagnético dos elementos Cr e Ni. Demonstramos, com base na energia de formação, que é viável obter perovskitas de média entropia. Calculamos a estrutura de bandas e a densidade de estados projetada (PDOS) com e sem a inclusão do orbital 4f para avaliar seus efeitos. É importante notar que os compostos apresentam um comportamento semicondutor apenas no spin down, o qual não foi afetado pela inclusão do orbital 4f. Ambas as configurações foram submetidas a pressões hidrostáticas de até 30 GPa, e utilizamos a equação de estado de Birch-Murnaghan calculamos o módulo de compressibilidade. Sob pressão, observou-se que o gap no spin down desapareceu, e o valor dessa mudança nas características é dependente do sistema. O módulo de compressibilidade não apenas varia com o átomo de terra rara, mas também depende da configuração do sistema.