Propriedades estruturais, eletrônicas e termodinâmicas de ligas semicondutoras baseadas em tálio

• Autor(a) principal: Tiago Silva de Ávila
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1953
• topic: Ligas; Semicondutores; Tálio; Faixas isolantes (estado sólido); Física

Apresentamos um estudo teórico de ligas semicondutoras baseadas em tálio, na estrutura cúbica zincblende, com a possibilidade de serem um alternativa viável para os dispositivos optoeletrônicos que atuam na região do comprimento de onda do infravermelho. A metodologia empregada foi a combinação de cálculos de primeiros princípios de estrutura eletrônica através da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e de análises estatísticas através do método da Aproximação Quase-Química Generalizada (GQCA). Na primeira parte do trabalho fizemos um estudo a respeito de compostos do grupo III-V nas estruturas zincblende e wurtzita com os binários GaN, GaAs, InN, InAs, TlAs e TlN. Obtivemos propriedades estruturais como a constante de rede e o bulk modulus, eletrônicas como estrutura de bandas, densidade de estados (DOS) e gap de energia. Todos os resultados foram comparados com dados experimentais e teóricos, relatados na literatura. Na segunda etapa realizamos um estudo completo das propriedades de ligas semicondutoras baseadas em tálio na estrutura zincblende. Calculamos propriedades estruturais destas ligas e mostramos que utilizando um método estatístico que leve em conta o maior número de configurações possíveis da liga, a constante de rede varia linearmente em função da composição tálio, conforme a Lei de Vegard. Construímos também diagramas de fase para realizar um estudo da estabilidade das ligas obtendo as temperaturas críticas e regiões de separação de fase. E por final analisamos as propriedades eletrônicas dos compostos em função da composição além do parâmetro de bowing. Outro resultado importante foi o cálculo do gap em função da concentração de tálio na liga, com o novo método LDA-1/2.