Propriedades estruturais e eletrônicas de nanotubos mistos de silício-germânio
Resumen
O objetivo deste trabalho é realizar um estudo das propriedades estruturais e eletrônicas de nanotubos mistos de silício germânio (SiGe) . Este estudo teórico foi realizado utilizando dois diferentes métodos: um envolvendo simulações de Monte Carlo e o outro cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo do funcional da densidade. Os cálculos utilizando a simulação de Monte Carlo foram realizados com o auxílio do potencial empírico de Tersoff e trabalhamos no ensemble canônico (NVT). Para os cálculos de primeiros princípios utilizamos o código computacional SIESTA que resolve as equações de Kohn-Sham de maneira autoconsistente e para o termo de troca-correlação usamos a aproximação da densidade local. Consideramos dois tipo de nanotubos de SiGe: um zigzag (10,0) e outro armchair (6,6). Calculamos as principais propriedades dos nanotubos sem defeitos e quando defeitos do tipo antisítios e impurezas estão presentes. Nossos resultados apresentam que para nanotubos sem defeitos os dois métodos fornecem resultados similares. Pos outro lado, no caso de defeitos obtivemos uma diferença nos resultados. Esta diferença é explicada pelo fato que usando procedimentos de cálculos de primeiros princípios conseguimos obter a reconstrução da estrutura ao redor do defeito, enquanto que com cálculo empíricos isto não é facilmente obtido, pois o potencial é parametrizado levando em consideração estruturas sem defeitos. Os resultados de primeiros princípios apresentam que antisítios possuem baixa energia de formação e não modificam as propriedades eletrônicas dos nanotubos. No caso de vacâncias as energias de formação são mais altas e uma drástica modificação nas propriedades eletrônicas é observada. Comparando os resultados das energias de formação destes defeitos com os mesmos defeitos em outros nanotubos de carbono e nitreto de boro, observamos que as energias de formação dos defeitos em nanotubos de SiGe são menores, indicando a provável ocorrência dos defeitos.