Estudo teórico de antissítios e impureza substitucional de oxigênio em nanofio de SiC
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Data de Publicação: | 2010 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9208 |
Resumo: | In this work first we perform a study about the stability, and the electronic properties of SiC growth in the [111] direction when defects are present. We use the supercell method and the dangling bonds on the surface of the nanowire are saturated using hydrogen atoms. We also study antisites and substitutional oxygen impurity in this nanowire. For this study, we perform total energy and band structure calculations in order to find the most stable positions for the defects and the influence of defects on the electronic properties. The first principles calculations are based in the density functional theory (DFT). The Generalized Gradient Approximation (GGA) is used for the exchange-correlation term and the ion-electron interactions are replaced by norm-conserving fully separable Troullier-Martins pseudopotentials. For the calculations we use the SIESTA-code and the standard Kohn-Shan (KS) equations are solved in a fully selfconsistent way. The Khon-Sham orbitals are expanded using a linear combination of numerical pseudo-atomic orbitals (PAOs). All calculations use a split-valence double-zeta quality basis set enhanced with a polarization function. Our results show that the most stable antisite is a carbon atom occupying a silicon site (CSi). The substitutional oxygen impurity is most stable in a carbon site (OC). Both defects present a greater stability in the surface of the nanowire when compared with the core of the nanowire. The analysis of electronic structure of bands shows that these defects give rise to electronic levels localized in the band gap of the nanowire. Keywords: density functional theory; SiC nanowires, antisites, impurity. |
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2017-05-052017-05-052010-09-23ROSSO, Eduardo Fuzer. Theoretical study on antisites and substitutional oxygen impurity in SiC nanowire. 2010. 89 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2010.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9208In this work first we perform a study about the stability, and the electronic properties of SiC growth in the [111] direction when defects are present. We use the supercell method and the dangling bonds on the surface of the nanowire are saturated using hydrogen atoms. We also study antisites and substitutional oxygen impurity in this nanowire. For this study, we perform total energy and band structure calculations in order to find the most stable positions for the defects and the influence of defects on the electronic properties. The first principles calculations are based in the density functional theory (DFT). The Generalized Gradient Approximation (GGA) is used for the exchange-correlation term and the ion-electron interactions are replaced by norm-conserving fully separable Troullier-Martins pseudopotentials. For the calculations we use the SIESTA-code and the standard Kohn-Shan (KS) equations are solved in a fully selfconsistent way. The Khon-Sham orbitals are expanded using a linear combination of numerical pseudo-atomic orbitals (PAOs). All calculations use a split-valence double-zeta quality basis set enhanced with a polarization function. Our results show that the most stable antisite is a carbon atom occupying a silicon site (CSi). The substitutional oxygen impurity is most stable in a carbon site (OC). Both defects present a greater stability in the surface of the nanowire when compared with the core of the nanowire. The analysis of electronic structure of bands shows that these defects give rise to electronic levels localized in the band gap of the nanowire. Keywords: density functional theory; SiC nanowires, antisites, impurity.Neste trabalho inicialmente realizamos um estudo da estabilidade e das propriedades eletrônicas de nanofios de SiC crescido na direção [111]. Foi utilizado o método de supercélula e as ligações pendentes da superfície do nanofio de SiC foram saturadas com átomos de H. Em seguida analisamos estes nanofios na presença de antissítios e impureza substitucional de oxigênio. Para estes defeitos procurou-se as posições energeticamente mais estáveis e as influências dos defeitos nas propriedades eletrônicas. Os cálculos teóricos foram de primeiros princípios fundamentados na Teoria do Funcional da densidade (DFT). Utilizamos para descrever o funcional de trocacorrelação a Aproximação do Gradiente Generalizado (GGA) e para a interação elétron-íon pseudopotenciais de norma conservada de Troullier-Martins. As densidades de carga são obtidas resolvendo as equações de Kohn-Sham, com as funções de onda de Khon-Sham expandidas em uma combinação linear de orbitais atômicos. Nossos resultados mostram que o antissítio mais estável é um átomo de carbono ocupando o sítio de um átomo de silício (CSi). A impureza substitucional de oxigênio apresenta uma maior estabilidade quando ocupando o sítio do átomo de carbono (OC). Ambos os defeitos são energeticamente mais estáveis na superfície do nanofio de SiC. A análise da estrutura eletrônica apresenta que níveis de defeitos podem estar presentes no gap do nanofio, porém nos sítios mais estáveis não observa-se níveis de defeitos no gap.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFSMBRFísicaTeoria do funcional da densidadeNanofios SiCAntissitioImpurezasDensity functional theorySiC nanowiresAntisitesImpurityCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAEstudo teórico de antissítios e impureza substitucional de oxigênio em nanofio de SiCTheoretical study on antisites and substitutional oxygen impurity in SiC nanowireinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisBaierle, Rogério Joséhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782775Y3Balzaretti, Naira Mariahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4786274T3Machado, Marcelo Pereirahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4707567A5http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4215628A9Rosso, Eduardo Fuzer100500000006400500500300300b9eaf9d0-56e3-4101-a0a4-9cdee08d2a3aa805eb4d-ec2d-456c-8495-b799ba8d29300d19f727-660a-4720-8e81-f950269379f07594fe16-e191-45e6-875b-a1a0bab43633info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALROSSO, EDUARDO FUZER.pdfapplication/pdf5799820http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9208/1/ROSSO%2c%20EDUARDO%20FUZER.pdf389d62e20b4a5370a74be96c5313c08bMD51TEXTROSSO, EDUARDO FUZER.pdf.txtROSSO, EDUARDO FUZER.pdf.txtExtracted texttext/plain159489http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9208/2/ROSSO%2c%20EDUARDO%20FUZER.pdf.txt0ce0cd772bcfd2b61da5ed2ac13e7950MD52THUMBNAILROSSO, EDUARDO FUZER.pdf.jpgROSSO, EDUARDO FUZER.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5251http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9208/3/ROSSO%2c%20EDUARDO%20FUZER.pdf.jpg5ab685ea3abc808311c518f7ce136e70MD531/92082022-08-12 11:43:30.816oai:repositorio.ufsm.br:1/9208Repositório Institucionalhttp://repositorio.ufsm.br/PUBhttp://repositorio.ufsm.br/oai/requestopendoar:39132022-08-12T14:43:30Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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