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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2114| Estudio comparativo de la estructura electrónica de nitruros de berilio, aluminio y magnesio: cálculos ab initio. COMPARATIVE STUDY OF TI-IE ELECTRONIC STRUCTURE OF BERYLLIUM, ALUMINIUM AND MAGNESIUM: AB INITIO CALCULATION | |
| María Guadalupe Moreno Armenta | |
| Armando Reyes Serrato | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Berilio,Nitruro de alumnio,Nitruros,Propiedades eléctricas | |
| En este trabajo se realiza un estudio de las propiedades electrónicas del estado base, en diferentes fases cristalinas de los compuestos; nitruro de berilio (fase alfa y beta), nitruro de aluminio (fase wurtzita y blenda) y nitruro de magnesio. Los cálculos son realizados usando el método autoconsistente (SCF) de primeros principios de Hartree–Fock con combinación lineal de orbitales atómicos (HF-LCAO) para sistemas periódicos y a posteriori una corrección con funcionales de la densidad (DFT). Los resultados incluyen estructura de bandas, densidad de estados total y proyectada, densidad de carga, análisis poblacional de Mulliken, parámetros de red y módulo de volumen. Debido a sus propiedades electrónicas, los nitruros del grupo III (AIN, InN y GaN) se encuentran ubicados dentro de los materiales de gran interés tecnológicos, principalmente en el campo de la optoelectrónica, donde no sólo es muy importante la magnitud de la banda prohibida (valores de la energía en una región o zona donde no existen orbitales), sino también, si ésta es directa o indirecta. Estos compuestos poseen estructura tipo wurtzita o blenda y los valores de la banda prohibida van de 1.95 a 6.2 eV. Además, en los compuestos con estructura tipo wurtzita la brecha es directa, lo que representa una importante ventaja para mecanismos optoelectrónicos de emisión de luz. Las propiedades electrónicas de los nitruros del grupo II )Be3N2 y Mg3N2( no se encuentran reportadas en la literatura. estos materiales, nitruros del grupo II-V, tienen estructura cristalina tipo bixbita. el berilio se ha considerado como la excepción de la familia II en muchos aspectos, en consecuencia tiene cierta validez la afirmación que se asemeja más al aluminio que a los demás elementos de su familia. Estudiar la estructura electrónica de los nitruros de berilio, aluminio y magnesio permite comparar las características electrónicas de estos materiales, y así analizar la posibilidad que el nitruro de berilio sea más semejante con el de aluminio que con el de magnesio, dando como resultado un material que no se ha estudiado previamente y que pueda poseer características tecnológicas importantes Se presentan resultados experimentales y de cálculos con diferentes aproximaciones del AIN )wurtzita(, mostrando que los cálculos de este trabajo se encuentran dentro de valores reportados Los resultados obtenidos en este trabajo permiten ubicar a los nitruros de berilio )fase alfa y beta( como materiales de interés tecnológico debido a su dureza , además la fase alfa presenta una brecha directa amplia de 4.47 eV, lo cual es importante para dispositivos ópticos en la región del ultravioleta. The interest in compounds that possess a wide band gap, has been increasing during the last years since these materials have possibilities as electro-optical, where not only is very important the magnitude of the gap, but whether or not it is direct or indirect. Considerable interest has arisen in the wide band gap Ill-V nitrides (AIN, InN and GaN) as possible candidates for applications in the area of optoelectronics. Group Ill-V compounds, have been extensively studied because in addition to wide band gap, they show high thermal conductivity and large bulk moduli making them promising materials. These compounds possess structures of the wurtzite or zinc blende type, As far as the gaps themselves are concerned, nitrides seem to be leading with gaps of 6.28 to 1.95 eV. Furthermore, the wunzite compounds AIN, GaN and InN all have direct gaps. This is an important advantage for optoelectronic light emitting devices. In our search, we did not find any reports on electronic properties of the ɑ-beryllium and magnesium nitride; thus, to our knowledge this is the ab initio determination of the electronic structure on these compounds. Considerations about hardness, melting point, and ionic potential (charge to radius rate), suggest that beryllium is an exception of the IIA family, and it is more like the aluminum family. We can compare the aluminum and beryllium nitride properties, by studying their electronic structure. In this work we studied the electronic properties of Be3N2 (alpha and beta), AIN (wurtzite and zinc blende) and Mg3N2. We performed all-electron ab initio calculations using Hartree-Fock with linear combination of atomic orbitals method (LCAO), and a posteriori density-functional (DFT) corrections. The results include band structure, density of states, electron density, Mulliken population analysis, lattice parameters and bulk modulus. Results for AIN (wurtzite), AIN (zinc blende); 01-Be3N2, ß-Be3N2 and ÌVIg3N2, accomplished with different methods and experimental values are included for comparison. We focus our attention on differences in the band gap between these compounds as well as on the bonding properties of the beryllium, aluminum and magnesium cations, related to the ionic/covalent character of the bonds in the compounds under study. | |
| CICESE | |
| 2000 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Moreno Armenta, M. G.2000.Estudio comparativo de la estructura electrónica de nitruros de berilio, aluminio y magnesio: cálculos ab initio.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.76 p. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
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