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Propiedades estructurales electrónicas de los compuestos B-C3N4 y B-Be3N2.
Armando Reyes Serrato
Mario Humberto Farias Sanchez
Acceso Abierto
Atribución
Cristales
El objetivo de este trabajo es el estudio de las propiedades estructurales y electrónicas de los compuestos cristalinos P-C3N4 y P-Be3N2 , mediante el manejo de la técnica Hartree-Fock para el estudio de sistemas periódicos por métodos computacionales. Además, esto permitirá en el futuro, la colaboración con experimentales para auxiliar en la interpretación de resultados mediante la simulación en la computadora del sólido o compuesto bajo estudio.El P-C3N4 es un material propuesto teóricamente desde hace más de 10 años y aún existe la controversia de si se ha logrado sintetizar o no. En este trabajo, mediante cálculos de energía total, se determinaron los parámetros de red, el módulo de volumen y su derivada, resultando muy semejantes a cálculos anteriores bajo el esquema de funcionales de la densidad y a datos experimentales disponibles. La energía de cohesión está subestimada mientras que la banda prohibida y el ancho de las bandas están sobreestimados. Este es un problema intrínseco del método Hartree-Fock, pues no incluye correlación electrónica. Para ubicar los resultados, se analizaron los bien conocidos compuestos cristalinos P-Si3N 4 y diamante, ya que el P-C3N 4 fue propuesto a base de la estructura del primero pero con dureza semejante a la del segundo. Los resultados obtenidos confirman que las durezas del P-C3N4 y del diamante son muy parecidas. El P-Be3N2 es un material relativamente fácil de obtener, nuestros cálculos confirman que es estable y que está bien caracterizado en cuanto a los parámetros de red se refiere. No existen datos experimentales de su módulo de volumen, la energía de cohesión, la estructura de bandas, la densidad de estados o de su densidad de carga a lo largo de sus enlaces, por lo que nuestra contribución es la predicción de estos parámetros para estimular los estudios experimentales· de este compuesto.
The purpose of this work is to study the structural and electronic properties of P-C3N 4 and P-Be3N2 crystalline compounds, by means of the Hartreee-Fock technique for periodic systems using computational methods. Besides, this will allow, in the future, collaboration with experimentalists in order to help in interpreting results by computer simulation of a solid or compound under study. P-C3N4 was theoreticaly proposed more than 10 years ago and there is still controversy if it has been sinthetized or not. In this work, by means of total energy calculations, we obtained lattice parameters, bulk modulus and its derivative, with results very similar either to former calculations under the functional density schenie or to available experimental data. Cohesion energy is subestimated while band gap and band width are overestimated. This is an intrinsic problem of the Hartree-Fock method, that comes from not including electronic correlation. In order to increase confidence on these results, since P-C3N4 was proposed based in the structure of P-Si3N4 and with a hardness similar to diamond, the well known crystalline compounds PSi3N4 and diamond were analized. Results confirm that P-C3N4 and diamond have similar hardness. P-Be3N2 is a relatively easy material to obtain, and our calculations confirm that it is stable and that its lattice parameters are well characterized. There are no experimental data on regards to its bulk modulus, cohesion energy, band structure, density of states, or charge density along its bondings, so our contribution becomes a prediction to stimulate experimental studies on this compound.
CICESE
1996
Tesis de doctorado
Español
Reyes Serrato, A. 1996.Propiedades estructurales electrónicas de los compuestos B-C3N4 y B-Be3N2. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 93 pp.
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