Propriedades estruturais, eletrônicas e termodinâmicas de ligas semicondutoras baseadas em tálio

AUTOR(ES)

Tiago Silva de Ávila

FONTE

IBICT

DATA DE PUBLICAÇÃO

2028

RESUMO

Apresentamos um estudo teórico de ligas semicondutoras baseadas em tálio, na estrutura cúbica zincblende, com a possibilidade de serem um alternativa viável para os dispositivos optoeletrônicos que atuam na região do comprimento de onda do infravermelho. A metodologia empregada foi a combinação de cálculos de primeiros princípios de estrutura eletrônica através da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e de análises estatísticas através do método da Aproximação Quase-Química Generalizada (GQCA). Na primeira parte do trabalho fizemos um estudo a respeito de compostos do grupo III-V nas estruturas zincblende e wurtzita com os binários GaN, GaAs, InN, InAs, TlAs e TlN. Obtivemos propriedades estruturais como a constante de rede e o bulk modulus, eletrônicas como estrutura de bandas, densidade de estados (DOS) e gap de energia. Todos os resultados foram comparados com dados experimentais e teóricos, relatados na literatura. Na segunda etapa realizamos um estudo completo das propriedades de ligas semicondutoras baseadas em tálio na estrutura zincblende. Calculamos propriedades estruturais destas ligas e mostramos que utilizando um método estatístico que leve em conta o maior número de configurações possíveis da liga, a constante de rede varia linearmente em função da composição tálio, conforme a Lei de Vegard. Construímos também diagramas de fase para realizar um estudo da estabilidade das ligas obtendo as temperaturas críticas e regiões de separação de fase. E por final analisamos as propriedades eletrônicas dos compostos em função da composição além do parâmetro de bowing. Outro resultado importante foi o cálculo do gap em função da concentração de tálio na liga, com o novo método LDA-1/2.