Estudo in situ de óxidos nanoestruturados de média entropia através de espalhamento total de raios-X e função de distribuição de pares

Resumo

A presença de defeitos pontuais e de superfície em óxidos metálicos permite sua versatilidade em uma ampla gama de aplicações, como catálise, sensores, produtos farmacêuticos e conversão e armazenamento de energia. Os defeitos mais comuns em óxidos metálicos redutíveis são vacâncias de oxigênio, que podem estar associadas a defeitos pontuais intrínsecos ou extrínsecos. Essas vacâncias de oxigênio e sua mobilidade desempenham um papel fundamental em diversas áreas de pesquisa. Ao utilizar a entropia como força motriz para o design de óxidos, o desvio dos métodos de previsão tradicionais oferece um caminho para o descobrimento de novas relações estrutura-propriedade, incluindo melhoras na mobilidade de oxigênio. A abordagem multi-cátion inerente aos óxidos estabilizados por entropia permite a adaptação de suas propriedades, o que pode oferecer oportunidades significativas para aplicações de novos materiais funcionais. No entanto, devido à sua desordem intrínseca e ambientes químicos altamente localizados, uma investigação mais profunda, com o apoio de uma variedade de sondas locais e de longo alcance, precisa ser realizada. Assim, neste trabalho, pretendemos estudar óxidos de média entropia compostos por cátions aliovalentes (Ti4+, Nb5+ e Fe3+), que podem levar à distorção de carga da estrutura do óxido e impactar diretamente em suas propriedades estruturais e eletrônicas. Serão realizadas caracterizações convencionais e avançadas, incluindo síntese in situ e tratamentos térmicos durante experimentos de espalhamento total de raios-X. Um dos principais objetivos deste projeto BEPE é a especialização do candidato na técnica de espalhamento total de raios-X e análise de função de distribuição de pares (PDF), que será realizado no grupo da Profa. Kirsten M. Ø. Jensen, da Universidade de Copenhague, Dinamarca. (AU)