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Título: Estudo teórico computacional das propriedades elétricas e termodinâmicas do nitreto de zircônio (ZrN) através da teoria do funcional da densidade (DFT)
Título(s) alternativo(s): Theoretical computational study of the electrical and thermodynamic properties of zirconium nitride (ZrN) through density functional theory (DFT)
Autor(es): Sousa, Marcos Vinicius Santos de
Orientador: Serra, Ediomar Costa
Membro da Banca: Porto, João Alberto Santos
Membro da Banca: Carvalho, Iure da Silva
Data do documento: 2025-02-06
Editor: Universidade Estadual do Maranhão
Resumo: Devido às suas propriedades singulares, o nitreto de zircônio (ZrN) possui importantes aplicações, por exemplo, é utilizado como revestimento para núcleos de reatores, dado a sua resistência à corrosão em temperaturas elevadas. A importância de sua versatilidade de usos, torna fundamental obter resultados cada vez mais precisos quanto o estudo de sua estrutura atômica e consequentemente suas propriedades intrínsecas. Nesta pesquisa, foi desenvolvido um estudo via simulação computacional das propriedades elétricas e termodinâmicas de filmes finos do ZrN (produzidos por plasma (sputtering) a 20ºC e a 500ºC) utilizando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT). As análises foram feitas a partir de resultados obtidos por de Difração de Raios X (DRX) desses filmes. Para isso, foi realizado refinamento Rietveld do DRX de cada filme para a obtenção dos parâmetros de rede. Após isso, foi feita a alteração da estrutura cristalina CFC do ZrN através do programa encifer. A otimização da mesma foi realizada no Quantum Expresso, no qual foi calculado para as propriedades eletrônicas (estrutura de bandas e densidade de estados totais e parciais) e as propriedades termodinâmicas (Entropia, Entalpia, Energia Livre de Gibbs e Temperatura de Debye)
Resumo: Due to its unique properties, zirconium nitride (ZrN) has significant applications, such as its use as a coating for reactor cores due to its resistance to corrosion at high temperatures. The importance of its versatility makes it essential to achieve increasingly accurate results in the study of its atomic structure and, consequently, its intrinsic properties. In this research, a computational simulation study was conducted on the electrical and thermodynamic properties of ZrN thin films (produced by plasma sputtering at β0°C and 500°C) using Density Functional Theory (DFT). The analyses were based on results obtained through X-ray Diffraction (XRD) of these films. Rietveld refinement of the XRD data for each film was performed to determine the lattice parameters. Subsequently, the face-centered cubic (FCC) crystal structure of ZrN was modified using the Encifer software. The optimization of the structure was carried out in Quantum ESPRESSO, where electronic properties (band structure and total and partial density of states) and thermodynamic properties (entropy, enthalpy, Gibbs free energy, and Debye temperature) were calculated
Palavras-chave: ZrN
DFT
Propriedades Termodinâmicas
Propriedades Eletrônicas
ZrN (zirconium nitride)
DFT (Density Functional Theory)
Thermodynamic properties
Electronic properties
Aparece nas coleções:Curso de Licenciatura em Física - Caxias UEMA - Monografias

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