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Title: Computational studies on the atomic and electronic structure of γ − Al 2O3 surfaces
Authors: Pinto Esparza, Henry
Ayala León, María Paula
Keywords: Surfaces
Work functions
Surface energy
Superficies
Funciones de trabajo
Energía superficial
Issue Date: Jul-2022
Publisher: Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay
Abstract: Is an important material for many industrial applications, such as petrochemistry, automotive and especially in catalysis, due to its large surface area. Even though, this material has great technological relevance, its atomic structure it is still unknown. Given that, having the proper atomic structure of this material is crucial to understanding and improving its properties, this is an active field of research with many open questions. So, in this work we perform DFT studies in surfaces using two of the most cited theoretical models proposed in the literature: Pinto (Model 1) and Digne (Model 2). The analysis of the electronic configurations of the bulk structure and the surfaces (111), (001) and (110) was done for both models.Additionally, the surface energies were computed to determine that the surfaces (111)a and (111), were the most energetically favorable for Model 1 and 2, respectively. From the most stable surfaces in each Model, non-stoichiometric surfaces were obtained by generating O vacancies. Finally, UPS spectra and work functions were simulated for the most stable cases. These results can be used to contraste with future experiments and test the accuracy of the Models.
Description: Es un material importante para muchas aplicaciones industriales, tales como en petroquímica, industria automotriz, y especialmente en catálisis, debido a su gran área superficial. A pesar de que este material tiene gran relevancia tecnológica, su estructura atómica es desconocida. Puesto que, tener la estructura atómica adecuada es crucial para entender y mejorar las propiedades de este material, éste es un campo de investigación activo con muchas preguntas abiertas. Por lo tanto, en este trabajo realizamos estudios de DFT en las superficies de usando dos de los modelos teóricos propuestos más citados en la literatura: Pinto (Modelo 1) y Digne (Modelo 2). Se realizó el análisis de las configuraciones electrónicas de la estructura del bulk, y de las superficies (111), (001), (110) para ambos modelos. Adicionalmente, las energías superficiales se calcularon para determinar que las superficies (111)a and (111), fueron las más energéticamente favorables para el Modelo 1 y 2, respectivamente. Partiendo de las superficies más estables en cada Modelo, se obtuvieron superficies no estequiométricas generando vacancias de oxígeno. Finalmente, los espectros UPS y las funciones de trabajo fueron simuladas para los casos más estables. Estos resultados pueden ser contrastados con experimentos futuros para corroborar los exactitud de los modelos.
URI: http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/528
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