Propriedades eletrônicas e estruturais de impureza substitucional de silício em nanotubos de BC2N
Abstract
Usando a Teoria do Funcional da Densidade com polarização de spin investigamos a estabilidade, propriedades estruturais e eletrônicas quando introduzimos silício substitucional em nanotubos de BC2N do tipo armchair (3,3) e zigzag (5,0). Nossos resultados mostram que impurezas de silício em nanotubos de BC 2 N fornecem valores de energias de formação menores comparadas com impurezas de silício em nanotubos de carbono e nanotubos de nitreto de boro (BN). Em relação à estrutura eletrônica da dopagem, temos que o silício no sítio do boro (SiB) para ambos os nanotubos estudados introduz um nível vazio (spin down) próximo ao fundo da banda de condução, fazendo com que o sistema apresente um momento magnético de spin igual 1 μB . O silício no sítio do nitrogênio (SiN) introduz um nível ressonante com o topo da banda de valência com uma pequena dependência em relação a quiralidade do nanotubo, e o sistema dopado passa a exibir propriedades aceitadoras, sugerindo a formação de defeitos induzidos do tipo p em nanotubos de BC2N. Considerando o silício nos sítios dos átomos de carbono (SiCI e SiCII), os níveis de defeito estão ressonantes com a banda de valência e banda de condução, sendo SiCII o sítio energeticamente mais favorável (mais baixa energia de formação). Considerando o processo de crescimento dos nanotubos num sistema rico em boro e rico em nitrogênio, temos que existe uma preferência para o SiB enquanto que o SiN sempre apresenta a mais alta energia de formação.