Nanofios de arseneto de gálio e arseneto de alumínio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Piotrowski, Maurício Jeomar
Data de Publicação: 2008
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/001300000z8c2
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/2645
Resumo: Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Ciências Naturais e Exatas, Curso de Física, RS, 2008.
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spelling Nanofios de arseneto de gálio e arseneto de alumínioGallium arsenide and aluminium arsenide nanowiresGaAsAlAsNanofiosNanowiresTrabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Ciências Naturais e Exatas, Curso de Física, RS, 2008.We present a first principle study of both bulk e nanowire phases of GaAs and AlAs. We first reproduced the known properties of the bulk materials and then applied the same methodology to study the properties with the dimensional reduction in the nanowires. We determined the variation of the band gap with the composition of "alloys" the nanowires, Al x Ga 1-x As. We also determined the band offset of the heterojunction GaAs/AlAs. We employed the density functional theory, within the local density approximation, to resolve the Kohn-Sham equations and to determine the eigenvalues and total energy of the systems. Nanowires GaAs and AlAs and their alloys AlGaAs, grown in the [111] direction which approximately 19 A diameter, have been simulated using supercells contained 194 atoms. The supercells for the GaAs/AlAs heterojunction contain 388 atoms. After the equilibrium geometry and the electronic density of the ground state were found, we determined the values of the band gap and the average electrostatic potential for the nanowires and their alloys, as well as the value of the average electrostatic potential in the heterojunction. With the value average electrostatic potential it was possible to determine the value of the band offset and the kind of alignment of the heterojunction. Our results show that the dimensional reduction modifies the values of the band gap of the studied materials due the quantum confinement, with a larger variation occurred for the GaAs because of its lower effective mass. The variation of the band gap of the AlGaAs alloy follows very closely the Vegard’s Law. We found a type I band alignment for the bulk and for the nanowires.Este trabalho apresenta um estudo de primeiros princípios dos compostos de GaAs e AlAs na fase cristalina e na forma de nanofios. Procuramos inicialmente reproduzir as propriedades conhecidas das fases cristalinas desses materiais. Em seguida aplicamos nossa metodologia para estudar as variações dessas propriedades com a redução da dimensionalidade nos nanofios. Estudamos a variação do band gap com a composição de “ligas” nos nanofios Al x Ga 1-x As e determinamos o band offset da heterojunção GaAs/AlAs. Em nossos cálculos empregamos a teoria do funcional da densidade, dentro da aproximação da densidade local e resolvemos as equações de Kohn-Sham para determinar os autovalores e a energia total dos sistemas estudados. Nanofios de GaAs e AlAs e suas ligas AlGaAs, crescidos na direção [111] e com raios da ordem de 19 A, foram simulados utilizando-se supercélulas com 194 átomos. A supercélula para a heterojunção de nanofios GaAs/AlAs contém 388 átomos. Uma vez encontrada a geometria de equilíbrio e a densidade eletrônica do estado fundamental determinamos os valores de band gap e do potencial eletrostático médio dos nanofios e suas ligas e o valor do potencial eletrostático médio na junção. Conhecido o potencial eletrostático médio nos nanofios e na heterojunção, determinamos o valor de band offset, bem como o tipo de alinhamento da heterojunção de nanofios GaAs/AlAs. Nossos resultados mostram que a redução dimensional altera os valores de gap dos compostos estudados devido ao confinamento quântico, com uma maior variação do valor do gap para o nanofio de GaAs, devido a menor massa efetiva dos elétrons neste material. A variação do band gap das ligas AlGaAs segue muito proximamente a Lei de Vegard. Um alinhamento de bandas tipo I foi encontrado para o caso bulk e para o caso dos nanofios.Universidade Federal de Santa MariaCentro de Ciências Naturais e ExatasPiquini, Paulo CesarPiotrowski, Maurício Jeomar2017-02-17T19:59:21Z2017-02-17T19:59:21Z2008-01-302008Trabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/2645ark:/26339/001300000z8c2porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2020-07-21T11:40:41Zoai:repositorio.ufsm.br:1/2645Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2020-07-21T11:40:41Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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