AdsorÃÃo de bifenil na superfÃcie de Si (001) por um mÃtodo de primeiros princÃpios

AUTOR(ES)

Claudio Pereira Lima

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Nesse trabalho fazemos um estudo da adsorÃÃo de molÃculas de bifenil sobre a superfÃcie de silÃcio crescida na direÃÃo (001). Utilizamos cÃlculos de primeiros princÃpios (ab initio), dentro do formalismo da Teoria do Funcional de Densidade (DFT). Dentro do formalismo da DFT, utilizamos aproximaÃÃo da densidade local (LDA) e aproximaÃÃo de gradientes generalizados (GGA) para descrever o termo de troca e correlaÃÃo. Representamos a superfÃcie atravÃs de âsupercÃlulasâ, cujas propriedades eletrÃnicas possuem a mesma representatividade de uma superfÃcie periÃdica e infinita. Fizemos uso de pseudopotenciais de norma conservada e simulamos imagens de microscopia eletrÃnica (STM) para mapear eletronicamente detalhes da superfÃcie em questÃo. O cÃdigo utilizado foi o Siesta na versÃo 1.3, no qual os orbitais atÃmicos sÃo descritos atravÃs de funÃÃes de bases localizadas, o que possibilita cÃlculos de supercÃlulas contendo centenas de Ãtomos. Nosso trabalho consiste em verificar teoricamente alguns dados experimentais, cujos resultados preliminares indicam a possibilidade de haver duas configuraÃÃes estÃveis, as quais chamaremos de Ba e Bb, para a adsorÃÃo de molÃcula de bifenil sobre a superfÃcie de silÃcio na direÃÃo (001). Segundo os resultados experimentais a configuraÃÃo Ba à mais estÃvel que a Bb. TambÃm observa-se que a molÃcula de bifenil permanece fixa sobre a superfÃcie de Si na configuraÃÃo Ba, tanto a baixas temperaturas (cerca de 35 K), quanto a temperatura ambiente. Entretanto, a configuraÃÃo Bb apresenta biestabilidade, pois a baixas temperaturas a molÃcula fica fixa sobre a superfÃcie e a temperatura ambiente a molÃcula oscila sobre a mesma superfÃcie, o que pode ocasionar numa mudanÃa periÃdica nas propriedades eletrÃnicas do material, cuja principal caracterÃstica à o fato de ser uma superfÃcie semicondutora de muita aplicaÃÃo tecnolÃgica (chips, memÃrias, circuitos, etc). Uma mudanÃa periÃdica nas caracterÃsticas eletrÃnicas dessa superfÃcie pode funcionar como uma nanomÃquina, cuja aplicaÃÃo pode ser um contador, clock, interruptor, circuito lÃgico em escala atÃmica, etc. Fizemos um estudo das propriedades eletrÃnicas da superfÃcie e da molÃcula de bifenil sobre a superfÃcie, para vÃrias configuraÃÃes da molÃcula sobre tal superfÃcie. Verificamos porÃm, que os estados da molÃcula sobre a superfÃcie apresenta uma pequena influÃncia na largura do âgapâ desta, ou seja, a molÃcula nÃo proporciona mudanÃas significativas na caracterÃstica semicondutora da superfÃcie de Si, de forma que os resultados experimentais nÃo estÃo de acordo com os cÃlculos teÃricos usando DFT, cuja credibilidade se deve aos bons resultados que essa teoria tem proporcionado na FÃsica de Materiais e vem se expandindo a cada dia.

ASSUNTO(S)

ab initio pseudopotencial pseudopotential silÃcio funcional da densidade exchange-correlation fÃsica do estado sÃlido troca e correlaÃÃo density functional fisica superfÃcies (fÃsica)

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