13:10-13:40hs. G. E. Murgida, “Fases estructurales en superficies de CeO2-x (111)”
G. E. Murgida1, R. Olbrich2, V. Ferrari1, A. M. Llois*1, C. Barth3, M. Reichling2 y M. V. Gandulia Pirovano4
1 Departamento de Física de la Materia Condensada, GIyA, CAC-CNEA, 1650 San Martín, Buenos Aires, Argentina y CONICET, C1033AAJ, Buenos Aires, Argentina
2 Fachbereich Physik, Universität Osnabrück, Barbarastr. 7, 49076 Osnabrück, Alemania
3 CNRS – UMR 7325, CINaM and Aix-Marseille Université, 13288 Marseille, Francia
4 Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, 28049 Madrid, España
llois@tandar.cnea.gov.ar
Palabras Claves: ceria, vacancias, superficies
La singular capacidad de la ceria (CeO2) para liberar y capturar oxígeno es extensamente explotada en catálisis y también en otras aplicaciones como celdas de combustible, sensores y memorias no volátiles. Conocer y controlar el ordenamiento de vacancias de oxígeno y de las cargas liberadas es fundamental para el desarrollo y la optimización de estas aplicaciones. En los últimos años estudiamos este problema en superficies [1] y en volumen de ceria reducida [2,3], en el marco de la DFT en su aproximación DFT+U, logrando identificar diferentes patrones de orden de vacancias y de cargas localizadas, y explicando la formación de estructuras observadas experimentalmente.
En este trabajo estudiamos las reconstrucciones de la superficie de ceria (111) conforme se incrementa la temperatura [4]. Mediante microscopía de fuerza sin contacto (NC-AFM) observamos la formación consecutiva de cinco estructuras periódicas diferentes, incluyendo una estructura (√7×3) que no fue reportada previamente y, empleando el formalismo DFT+U, modelamos las distribuciones de vacancias y de cationes Ce3+. Mostramos que la nueva estructura (√7×3) no corresponde a una estructura bulk estable y sólo puede estabilizarse en una capa superficial delgada. Finalmente, explicamos en forma teórica la estabilidad de las distintas fases superficiales en función de las condiciones reductoras.
[1] G. E. Murgida y M.V. Ganduglia-Pirovano, Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 246101.
[2] G. E. Murgida, V. Ferrari, M. V. Ganduglia-Pirovano y A. M. Llois, Phys. Rev. B 90 (2014) 115120.
[3] M. V. Ganduglia-Pirovano, G. E. Murgida, V. Ferrari y A. M. Llois, J. Phys. Chem C. (2017). En prensa.
[4] R. Olbrich, G. E. Murgida, V. Ferrari, C. Barth, A. M. Llois, M. Reichling y M. V. Ganduglia-Pirovano, J. Phys. Chem C, 121 (2017) 6844.