Previsões de dinâmica molecular para o sistema Si1-XGeX

• Autor(a) principal: Soares, Caroline dos Santos
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/165197
• topic: Dinâmica molecular; Expansão térmica; Condutividade térmica; Constantes elásticas; Molecular dynamics; Coeficient of linear thermal expansion; Elastic constants; Thermal conductivity; SiGe; ReaxFF

As ligas de Si1-xGex têm sido investigadas acerca de suas propriedades térmicas para serem aplicadas em transistores e geradores termoelétricos. Os efeitos que a concentração do germânio e o tamanho de grão exercem sobre essas propriedades devem ser analisados. A dinâmica molecular pode ser uma ferramenta útil para relacionar as propriedades do material com sua estrutura atômica, mas, para que seja efetiva, é preciso compreender as limitações que o potencial interatômico escolhido possui. Neste trabalho, foi feita uma análise sobre as previsões do potencial ReaxFF para as constantes elásticas das ligas de Si1-xGex, coeficiente de expansão linear e condutividade térmica do Si a 300 K, com a finalidade de simular propriedades elásticas e térmicas do sistema Si1-xGex. Os resultados obtidos via dinâmica molecular foram comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura. Foi observado que as previsões do potencial ReaxFF para a constante C11 e para o módulo de compressibilidade do silício estão de acordo com o observado experimentalmente. Contudo, as constantes C12 e C44 divergem do valor experimental. Além disso, foi constado que a diferença entre os valores das constantes elásticas previstos pelo ReaxFF e os obtidos experimentalmente aumentava com o crescimento da concentração de germânio. A condutividade térmica do silício a 300 K obtida neste trabalho é igual a 58,992 W/mK enquanto o valor experimental relatado é aproximadamente 150 W/mK. A previsão do potencial para o coeficiente de expansão térmica do silício a 400 K também está em desacordo com o observado experimentalmente.