Brecha de energía prohibida en la estructura electrónica de la aleación Indio-Arsenico InAs

Conocer la estructura electrónica de los materiales y de las aleaciones sólidas de InAs es de mucha importancia en la física del estado sólido, pues tiene una profunda influencia en las posibles y diversas aplicaciones tecnológicas que se les puede dar sobre todo a las aleaciones semiconductoras. En general para determinar las propiedades electrónicas de los materiales sólidos cristalinos se pueden emplear técnicas experimentales de alto costo como fotoluminiscencia muy complejas y sofisticadas, pero también se puede obtener de forma teórica para lo cual se debe formular la ecuación de Schrödinger del sólido cristalino y ser resuelta con algún método o técnica de cálculo computacional, tal como el método de los orbitales lineales muffin-tin (Andersen et al., 1986), ó el método de la aproximación del gradiente generalizado para el potencial de intercambio y correlación (Tran & Blaha, 2009), el método de la combinación lineal de los orbitales Gaussianos LCGA (C. S. Wang & Klein, 1981), etc. En 2013 Wang efectuó el estudio: Electronic structure of III-V zinc-blende semiconductors from first principles (Y. Wang et al., 2013b), en la que se reportan las propiedades electrónicas de semiconductores como InAs calculadas usando el modelo de Becke-Johnson en el potencial de intercambio para el cálculo de estructura de bandas. En 1999 Remediakis y Kaxiras publicaron el estudio: Band-Structure calculations for semiconductors within generalized-density-functional theory, (Remediakis & Kaxiras, 1999), en la que se reportan el cálculo de las propiedades electrónicas de semiconductores entre ellos del arseniuro de indio (InAs) usando la teoría generalizada del funcional de la densidad. En 2011 se efectúa el estudio: cálculos de primeros principios de las propiedades estructurales y electrónicas de los compuestos arsénicos XAs (X = In, Al, Sc) and electronic properties of arsenic compound (Simón, 2011), que usa el método de las ondas planas aumentadas linealizadas de potencial completo para calcular la estructura electrónica de la aleación InAs

Estructura electrónica de la aleación Aluminio-Antimonio AlSb calculada con el método LMTO

En este trabajo se presenta el cálculo de la estructura electrónica y de la energía total de la aleación antimoniuro de aluminio AlSb con una red cristalina tipo blenda de cinc llena de esferas atómica de tamaño diferente que preservan la densidad del material y la simetría en la red. Se efectuaron los cálculos de las bandas de energía y de la densidad de estados (DOS), para lo cual se resolvió la ecuación de Schrödinger de la red cristalina de AlSb con el método de los orbitales lineales muffins tin (LMTO) (Skriver, 1984). Se usó un potencial efectivo local formulado con base en la teoría del funcional de la densidad (DFT), formalismo que nos permitió usar la formulación de Ceperley-Alder (Ceperley & Alder, 1980) para la aproximación LDA de los términos de intercambio y de correlación del potencial efectivo. Una vez obtenido los autovalores de energía de la estructura de bandas y, con la distribución de la carga electrónica de la red cristalina ya calculada previamente, se calculó la energía total de la red cristalina. Las bandas de energía del AlSb calculada para = 0.0 evidencia una brecha directa de energía prohibida entre el tope de la banda de valencia y el mínimo de la banda de conducción en el punto − de 0.118 Ry, equivalente a 1.605 eV. En las direcciones de alta simetría - y -L se obtuvo una brecha de 0.158 Ry y 0.155 Ry, que equivalen a 2.149 eV y 2.109 eV. La brecha de energía prohibida obtenida aquí es cercana al valor experimental de 1.696 eV para el AlSb reportado en la literatura (Vurgaftman, Meyer, & Ram-Mohan, 2001). La energía total de la red cristalina resulto con valor mínimo de -16.67 Ry caso que corresponde a toda la pequeña fracción de la carga electrónica externa de los átomos residiendo en las esferas vacías de la diagonal de la red cristalina

Estructura electrónica del compuesto semiconductor de Indio-Fósforo INP

En el presente trabajo se efectúa el estudio teórico de las propiedades electrónicas del estado fundamental del compuesto semiconductor de Indio-Fósforo. Se calcularon la estructura de las bandas de energía y la densidad de estados (DOS) al resolver la ecuación de Schrödinger usando el método de los orbitales LMTO, en la que se usó un potencial efectivo de la red cristalina del sólido formulado con la teoría del funcional de la densidad (DFT), formalismo que usa la aproximación LDA (Ceperley & Alder, 1980) para la energía de intercambio y de correlación. De los resultados para las propiedades electrónicas: las bandas de energía y la densidad de estados con = 0.0, se obtuvo una brecha de energía prohibida de 0.107 Ry ó 1.46 eV entre el valor máximo de la banda de valencia y el valor mínimo de la banda de conducción, justo en el punto . Brecha de energía prohibida que difiere en 2.1% del valor experimental de 1.43 eV reportado en la literatura (Vurgaftman, Meyer, & Ram-Mohan, 2001). El valor mínimo de la energía total de la red cristalina obtenida fue de -18.37 Ry para una estructura electrónica calculada con = 0.0 y que corresponde a una transferencia del 100% de la pequeña carga electrónica fuera de las esferas atómicas, a las esferas vacías de la red cristalina.Trabado de investigacio

Cálculo de la estructura electrónica y de la energía total de los sistemas cristalinos de: germanio (Ge), galio-fósforo (GaP) y silicio-carbón (SiC)

Muestra un estudio teórico de la estructura electrónica y de la energía total del estado fundamental de Germanio (Ge) y de los compuestos binarios de Galio-Fósforo (GaP) y de Silicio-Carbón (SiC). Las bandas de energía y la densidad de estados se calcularon con el método LMTO [23] que resuelve la ecuación de Schrödinger de un electrón en el sólido usando un potencial efectivo formulado con la DFT [15] y aproximación LDA [17]. Potencial que contiene toda la información de la red cristalina y que además depende del parámetro que permite transferir a las zonas vacías de la red cristalina una pequeña parte de la carga electrónica que reside fuera de las esferas atómicas. La mejor estructura electrónica de los compuestos de GaP y SiC con su correspondiente energía total mínima fue calculada con la idea alternativa de una red cristalina llena de esferas atómicas de tamaño diferente preservando la densidad del material y la simetría de la red. Los resultados para la estructura de las bandas de energía y la DOS obtenidas con presentan una brecha de energía prohibida indirecta (gap) entre el tope de la banda de valencia y el fondo de la banda de conducción que es de 0.174 Ry ó 2.372 eV para el GaP; y de 0.176 Ry ó 2.394 eV para el SiC. La energía asociada a estos resultados es mínima, de -18.67 Ry para GaP y de -20.43 Ry para SiC.Tesi

“Texto: Experimentos de física I usando el equipo xplorer GLX y sus sensores ”

El mercado de literatura científica en Lima carece de material bibliográfico de nivel universitario sobre experimentos de física I y es prácticamente nulo el material bibliográfico sobre experimentos de física I con uso del equipo Xplorer y sus sensores electrónicos. Sin embargo en instituciones dc enseñanza universitaria de gran prestigio en los Estados Unidos y en América Latina, por el contrario privilegian el uso de equipos y sensores electrónicos en aplicaciones experimentales, prácticas y experiencias de laboratorio, lo que permite a los estudiantes de ciencias e ingeniería conocer y manejar equipos electrónicos con tecnología actual en la solución de problemas reales y así cumplir con los propósitos de una adecuada Enseñanza y formación profesional. Durante los años que se viene desarrollando la asignatura de Física 1, se ha podido observar en la facultad de ingeniería química una carencia de material bibliográfico y de textos sobre experimentos de física y menos con el uso del equipo Xplorer y sus sensores electrónicos, equipos con los que cuenta la facultad de ingeniería química y que permita a los estudiantes un aprendizaje adecuada y una mejor formación profesional.Trabado de investigacio

Estudio de la energía prohibida GAP en sólidos con estructura cristalina de diamante: aplicación a Silicio (Si)

En la presente investigación se ha realizado un estudio teórico de la región de energía prohibida (brecha de energía) del silicio sólido con estructura cristalina de tipo diamante. La energía prohibida se ha determinado indirectamente a partir del cálculo de la estructura electrónica: las bandas de energía y la densidad de estados (DOS) en el estado fundamental (T = OK) usando el método de los orbitales lineales muffin-tin (LMTO). De los resultados obtenidos, para la máxima transferencia de la carga electrónica hacia las regiones de menor ocupación en la red cristalina, de toda la carga que está más allá del radio de las esferas atómicas, se obtiene un excelente perfil de la estructura electrónica, que además esta desplazada hacia regiones de energía más profundas, con una energía total mínima de -16.85R y por celda unitaria. Para este valor de energía mínima, la región de energía prohibida (el gap) es de 0.099Ry, que equivale a 1.35eV, un valor cercano al gap experimental de 1.17eV que existe en la literatura

"Estructura electrónica y energía prohibida en aleación cristalina de Aluminio-Arsenio AIAS"

El presente trabajo es un estudio teórico de la estructura electrónica del estado fundamental de la aleación cristalina de Aluminio-Arsenio. Se determinan las bandas de energía y la densidad de estados (DOS) resolviendo la ecuación de Schródinger con el método de los orbitales LMTO, para lo cual se usó un potencial efectivo del solido cristalino formulado con la teoría del funcional de la densidad (DFT), que usa la aproximación LDA (Ceperley & Alder, 1980) para la energía de intercambio y de correlación. De los resultados obtenidos para la estructura electrónica (las bandas de energía y la densidad de estados), entre el máximo de la banda de valencia y el mínimo de la banda de conducción, justo en el punto F, se halló una brecha de energía prohibida de 0.214 Ry ó 2.91 eV que difiere en 6% del valor experimental de 3.09 eV reportado en la literatura (Vurgaftman, et al., 2001). La energía total del sólido cristalino resultó ser mínima con un valor de -17.87 Ry y corresponde a la estructura electrónica calculada con y = 0.0 una transferencia del 100% de la pequeña carga electrónica fuera de las esferas atómicas a las esferas vacías de la red cristalina.Trabado de investigacio

Electronic Structure and Forbidden Energy in AlAs Crystalline Alloy

We present the energy bands and the DOS, the forbidden energy and total energy of the crystalline compound of AlAs, calculated with the LMTO orbital method within the framework of density functional theory (DFT). Se solved the Schrödinger equation with a potential in the local density approximation (LDA) that uses the Barh-Hedin approximation for the term exchange and correlation. Potential calculated with a small homogeneous fraction of electron charge in the empty spheres and an electronic charge similar to that of the free atom in the atomic spheres of the crystal lattice. The structure of the energy bands presented an indirect forbidden energy gap of 0.160Ry or 2.18 eV with a minimum total energy of -18.10 Ry that fit well with the experimental results

Estructura electrónica y transiciones de fase en aleación de aluminio - fósforo (AIP)

En la presente investigación se ha realizado un estudio teórico de la estructura electrónica del compuesto binario de AIP sólido con estructura cristalina de tipo blenda de cinc. La energía prohibida se ha determinado indirectamente a partir del cálculo de la estructura electrónica: las bandas de energía y la densidad de estados (DOS) para el estado fundamental (T = OK) usando el método de los orbitales En la presente investigación se ha realizado un estudio teórico de la estructura electrónica del compuesto binario de AIP sólido con estructura cristalina de tipo blenda de cinc. La energía prohibida se ha determinado indirectamente a partir del cálculo de la estructura electrónica: las bandas de energía y la densidad de estados (DOS) para el estado fundamental (T = OK) usando el método de los orbitales lineales muffin-tin (LMTO). De los resultados obtenidos, para la máxima transferencia de la carga electrónica hacia las regiones de menor ocupación en la red cristalina, de toda la carga que está más allá del radio de las esferas atómicas, se obtiene un excelente perfil de la estructura electrónica, que además está desplazada hacia regiones de energía más profundas, con una energía total mínima de -19.138Ry por celda unitaria. Para este valor de energía mínima, la región de energía prohibida tiene una brecha de 0.188 Rydberg, que equivale a 2.56 eV, un valor cercano al gap experimental de 2.43 e V que existe en la literatura.The present investigation has been a theoretical study of the electronic structure of the binary compound of solid A1P with crystal structure of type zinc blende. Forbidden energy has been indirectly determined from the calculation of the electronic structure: energy bands and the density of States (DOS) in the ground state (T =O K) using the method ofthe orbital linear muffin-tin (LMTO). The results, for the maximum transfer of electronic charge towards the regions of lower occupancy in the Crystal network, all cargo which is beyond the radius of Atomic spheres, you get an excellent profile of the electronic structure, which is displaced towards deeper regions of energy, with a mínimum total energy - 19 138Ry per unit cell. For this value of mínimum energy, the forbidden energy region has a gap of 0.188 Ry, amounting to 2.56 eV, a value close to the experimental gap from 2.43 e V that exists in the literature