Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2004)
Fotoluminiscencia del PbTiO<sub>3</sub> en estado amorfo analizada por métodos ab-initio periódicos
Abstract
In this work we have carried out ab-initio calculations for the PbTiO3, with space group P4/mmm. The formalism of the density functional theory of has been used with the hybrid functional B3LYP. The analysis of the band structure and of the density of states shows that the gap is indirect, in the case of the valence band the atomic orbitals of the oxygen atoms they prevail, with small participation of the orbital ones of the lead orbitals; while those of the atoms of Ti are predominant in the conduction band. The loss of symmetry of the cell unit leads to a smaller organization and a decrease of the value of gap of energy of the lead titanate. This decrease of the necessary energy so that an electron passes from the valence band to the conduction band, and more important, the appearance of next energy levels in the area of smaller energy of the conduction band, explains the photoluminescence observed in this material. The phenomenon of the photoluminescence in titanates in amorphous state, has its origin in the organization - distortion of the crystalline net, influenced by the network modifiers.En este trabajo hemos realizado cálculos ab-initio para el PbTiO3, con grupo espacial P4/mmm. El formalismo de la Teoría del Funcional de Densidad ha sido empleado con el funcional híbrido B3LYP. El análisis de la estructura de bandas y de la densidad de estados muestra que el gap es indirecto, en el caso de la banda del valencia los orbitales atómicos de los átomos de oxígenos prevalecen, con una pequeña participación del orbitales de los átomos de plomo; mientras los átomos de Ti son predominantes en la banda de conducción. La pérdida de simetría de la celda unidad lleva a una menor organización y la disminución del valor del gap en el titanato de plomo. Esta disminución de la energía necesaria para que un electrón pase de la banda valencia a la banda de conducción, y más importante, la aparición de niveles energéticos próximos en la zona de menor energía de la banda de conducción, explica la fotoluminiscencia observada en este material. El fenómeno de fotoluminiscencia en los titanatos en el estado amorfo, tiene su origen en la organización - distorsión de la red cristalina, influenciada por los modificadores de red.
