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Estudo da Teoria do Funcional da Densidade aplicada aos semicondutores III-V na fase wurtzita

Bonani, Fabio Danielli

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física de São Carlos 2021-08-18

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Estudo da Teoria do Funcional da Densidade aplicada aos semicondutores III-V na fase wurtzita
  • Autor: Bonani, Fabio Danielli
  • Orientador: Sipahi, Guilherme Matos
  • Assuntos: Semicondutor Iii-V; Dft; Estruturas De Bandas; Funcionais; Hse06; Semiconductor Iii-V; Functionals; Band Structures
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Descrição: A descoberta dos semicondutores, uma verdadeira revolução na área eletrônica, propiciou o desenvolvimento de diversos componentes eletrônicos, tais como: transistores; diodos emissores de luz (LEDs) e células solares. Nos últimos anos, esses materiais semicondutores têm sido muito utilizados em novos dispositivos spintrônicos, como por exemplo em spin laser e em investigação de fenômenos físicos como os Férmions de Majorana.1 Houve, também, um grande desenvolvimento de técnicas de síntese experimentais, como por exemplo a Epitaxia por Feixe Molecular (do inglês Molecular Beam Epitaxy).2 Tais técnicas propiciaram a síntese de materiais em fases metaestáveis, viabilizando o estudo de seus parâmetros eletrônicos e estruturais. A possibilidade de sintetizar materiais III-V na fase metaestável wurtzite (traduzido para o português como wurtzita) motivou este projeto. Os semicondutores binários III-V na fase metaestável wurtzita foram estudados a partir da utilização da Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Neste projeto foram realizadas as seguintes etapas: 1a) cálculo dos parâmetros estruturais; 2a) obteção das constantes elásticas; 3a) obtenção e análise das estruturas de bandas a partir dos parâmetros estruturais calculados na primeira etapa e 4a) obtenção dos parâmetros eletrônicos a partir das estruturas de bandas calculadas na terceira etapa. Em todas as etapas foram utilizados os funcionais LDA e PBE. Além disso, na segunda, na terceira e na quarta etapas, utilizamos também o funcional HSE06. Como resultado, verificou-se que os parâmetros de rede obtidos, tanto com LDA quanto com PBE, foram próximos dos valores experimentais. Por sua vez, em relação às constantes elásticas e à energia de gap (propriedade eletrônica), o funcional HSE06 se mostrou mais próximo em relação aos dados experimentais. Por último, tabelamos todas as propriedades estudadas nesse projeto, a fim de que o leitor possa escolher, dentre os materiais disponíveis, o mais adequado para uma determinada aplicação desejada.
  • DOI: 10.11606/D.76.2021.tde-28092021-101344
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física de São Carlos
  • Data de criação/publicação: 2021-08-18
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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