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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2163| Estudio de primeros principios de la adsorción de las moléculas S2 H2S, N2 y NH3 sobre la superficie Si (001) c (2 x 4). Adsortion of S2, H2S, N2, NH3 MoLlecules on Si(001)c(2x4) surface | |
| María Teresa Romero de la Cruz | |
| NOBORU TAKEUCHI TAN | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Silicio,Adsorción,Moleculas,Azufre,Nitrógeno,Funcionales de densidad | |
| La absorción de moléculas sobre superficies semiconductoras ha sido un tema importante de estudio, desde el punto de vista teórico y experimental, pues la presencia de las moléculas modifica los parámetros estructurales y las propiedades en las superficies, En este trabajo de tesis se realiza un estudio de la adsorción de S2, H2S, N2 y NH3 sobre la superficie semiconductora Si(001)c(2x4). El interés particular en estas moléculas se debe principalmente a que son fuentes de S y N. La adsorción de compuestos de N y S ha recibido una atención especial ya que investigaciones recientes sugieren la posibilidad de tratar a las superficies con compuestos de S para protegerlas contra la degradación. Por otro lado, el N también ha recibido una atención considerable puesto que capas de nitruro de silicio son usadas como aislante o para pasivar superficies semiconductoras dentro de dispositivos tecnológicos. Azufre y nitrógeno son también usados para dopar el silicio. Particularmente, en este trabajo se realizan cálculos de energía total de la superficie Si(001)c(2x4) limpia y de la adsorción de cada una de las moléculas mencionadas sobre esa superficie. Los cálculos se realizan mediante métodos que se basan en la teoría del funcional de densidad (DFT, acrónimo de Density Functional Theory). Estos métodos son utilizados ampliamente en el estudio de propiedades del estado sólido y de superficies. Los códigos que se utilizan en este estudio para calcular la energía total son: Car-Parrinello y SIESTA (acrónimo de "Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms"). El código Car-Pa1Tinello utiliza una expansión de las eigenfunciones en ondas planas y el código SIESTA utiliza una combinación lineal de orbitales atómicos para describir las funciones electrónicas. Los cálculos de energía total de la superficie limpia se realizan mediante los dos programas, mientras que para la adsorción S2 y H2S se utiliza solamente el código Car-Parrinello y para la adsorción de N2 y NH3 sólo se utiliza el código SIESTA. La elección del programa se hace conforme al tipo de orbitales de los adsorbatos: los orbitales de azufre no son muy localizados así que se puede tener una buena expansión de las eigen-funciones con ondas planas, mientras que el orbital p del N es bastante localizado, por lo que es más adecuado expandir las funciones de onda con un conjunto de orbitales atómicos. Adsorption of molecules on semiconductor surfaces is an important subject of study, from both theoretical and experimental points of view, since the presence of molecules modifies the structural parameters and surface properties. In this thesis, we carry out a study of the adsorption of S2, H2S, N2 and NH3 on the semiconductor Si(001)c(2x4) surface. The interest of studying the adsorption of these molecules is due to the fact that they are S and N sources. Adsorption of S and N compounds has received a special attention since recent investigations suggest that it is possible to treat the surfaces with S compounds to protect them against damage. Similarly, the N has also gotten a considerable attention since silicon nitrates layers are used as insulator to passivate semiconductor surfaces in technological devices. Both sulfur and nitrogen are also used to dope silicon. In this work, we perf01m first principles total energy calculations of clean Si(001)c(2x4), and the surface with each of the molecules previously mentioned. Calculations are performed by methods based on Density Functional Theory (DFT), These methods are widely used to study solid state and surface properties. The codes used in this work are: the Car-Parrinello code, that uses a wave plane expansion of eigen-functions and the SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms) code that uses lineal combinations of atomic orbitals to describe the electronic wave-functions. Total energy calculations of the clean surface are performed using both codes whereas for S2 and H2S adsorption only the Car-Parrinello code is used and for N2 and NH3 adsorption only the SIESTA code is used. The reason for choosing the different codes is as following: S orbitals are not very localized, so it is possible to get a good expansion in plane waves, while the N p orbital is very localize, and therefore an expansion with an atomic orbital set is more efficient than a plane wave expansion. | |
| CICESE | |
| 2005 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Romero de la Cruz, M. T.2005.Estudio de primeros principios de la adsorción de las moléculas S2 H2S, N2 y NH3 sobre la superficie Si (001) c (2 x 4).Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.73 p. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
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