Estudo teórico de defeitos intrínsecos em nanofios de telureto de estanho

• Autor(a) principal: Souza, Taina Matendal de
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24429
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA; Nanotecnologia; Semicondutores; Termoeletricidade; Nanotechnology; Semiconductors; Thermoelectricity

Nanofios semicondutores são estruturas com dimensão na ordem de nanômetros que apresentam um gap de energia pequeno e possuem grande potencial de aplicação na área eletrônica. Dentre as aplicações de nanofios semicondutores estão os dispositivos termoelétricos, nos quais diferenças de temperatura são convertidas em corrente elétrica devido ao efeito Seebeck. Um dos nanofios termoelétricos mais utilizados atualmente é o Telureto de Chumbo (PbTe), porém devido a preocupações ambientais busca-se materiais substitutos. A proposta deste trabalho foi substituir o chumbo por estanho, pois o Telureto de Estanho (SnTe) possui a mesma estrutura cristalina de sal de rocha do PbTe, além de ter se mostrado um nanofio semicondutor com grande potencial. Porém, eletronicamente, o SnTe tem um desempenho inferior ao PbTe. Sendo assim, existe a necessidade de uma otimização nas propriedades termoelétricas do SnTe e sabe-se que defeitos podem melhorar as propriedades de um material. Neste trabalho avaliou-se a influência de defeitos (vacâncias e antissítios) visando o aumento da eficiência termoelétrica desse material. Através de cálculos computacionais foi possível definir os parâmetros de rede mais estáveis do material, tanto no bulk como no nanofio. Após localizar o sítio com energia mais estável de cada defeito realizamos simulações com e sem a influência da Interação Spin-Órbita (ISO) afim de verificar as mudanças ocorridas em cada um. Podemos concluir que a vacância de estanho modifica as propriedades eletrônicas de forma semelhante no bulk e nanofio, introduzindo níveis de defeito no interior da banda de valência, tornando este defeito um bom candidato a material Termoelétrico. Os outros defeitos não se mostraram eficientes, pois o antissítio de telúrio no lugar do estanho apresentou níveis no gap e a vacância de telúrio assim como o antissítio de estanho no lugar do telúrio não apresentaram níveis de defeito no nível de Fermi, não diferenciando muito suas características eletrônicas do semicondutor pristino.