Estudo investiga diferentes fases de material semicondutor de baixo custo

Pesquisa do CDMF analisou os três principais polimorfos do molibdato de manganês. Material também tem alto potencial para aplicações na eletrônica e como antiviral

Agência FAPESP * – O pesquisador Miguel San-Miguel, docente da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e associado ao Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), em conjunto com Luis Henrique Lacerda, professor da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), estudaram o potencial do molibdato de manganês (MnMoO₄) para o desenvolvimento de dispositivos magnéticos, ópticos, eletrônicos e aplicação em processos fotocatalíticos, além de atividades antivirais e antibacterianas.

O CDMF é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

O MnMoO₄ é um semicondutor amplamente empregado no desenvolvimento de supercapacitores usados em vários tipos de dispositivos eletrônicos, componentes de veículos elétricos/híbridos, fontes de energia de reserva etc. Esse material se destaca por suas propriedades eletrônicas, alta estabilidade termodinâmica e baixo custo econômico.

Embora um número expressivo de trabalhos possa ser encontrado a respeito desse material, Lacerda conta que uma lacuna importante na literatura foi encontrada. “Havia certa obscuridade sobre os três principais polimorfos do molibdato de manganês (α, β, e ω), uma vez que poucos estudos tratavam do polimorfismo e alguns trabalhos relacionam uma dessas fases a grupos espaciais incorretos”, explicou o pesquisador.

Frente a isso, o estudo publicado envolve uma investigação por density functional theory (DFT) abrangente das fases α, β e ω do molibdato de manganês, analisando sua estrutura cristalina, estabilidade e propriedades eletrônicas e magnéticas. Os resultados mostram que todas as fases do MnMoO₄ são estáveis em condições ambiente e que a transição entre os diferentes polimorfos se dá por aplicação de pressão ou tratamento térmico prolongado. Além disso, os três polimorfos investigados apresentam estados magnéticos fundamentais com ordenamento antiferromagnético do tipo G com bandgap semicondutor.

A pesquisa está detalhada no artigo “Unraveling the MnMoO4 polymorphism: a comprehensive DFT investigation of α, β, and ω phases”, publicado no periódico Journal of Materials Science.

As descobertas recentes estão relacionadas diretamente ao projeto “Estudo teórico-computacional de materiais semicondutores com potencial fotocatalítico”, financiado pela FAPESP, e contam também com apoio de outros projetos da Fundação (2016/23891-6 e 2017/26105-4), além do Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC).

*Com informações da Assessoria de Imprensa do CDMF.