Um estudo por dinâmica molecular das propriedades estáticas e dinâmicas dos semicondutores InSb, CdTe e ZnTe.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

É proposto um potencial de interação que tem a mesma forma funcional para descrever as propriedades estáticas e dinâmicas de semicondutores, tanto em suas fases cristalinas como nos estados líquido e vítreo. O método de dinâmica molecular é utilizado para gerar as trajetórias de fase dos sistemas tanto no ensemble microcanônico quanto no ensemble isoentálpico-isobárico, necessário para descrever transformação de fase induzida por pressão. Este potencial efetivo considera interação de dois e três corpos. O termo de dois corpos inclui efeito de tamanho dos átomos, transferência de carga entre eles, sua grande polarizabilidade eletrônica bem como a interação de van der Waals. A interação de três corpos é uma modificação do potencial proposto por Stillinger-Weber, necessário para descrever o caráter covalente das ligações nos semicondutores na forma de estiramento e deformação angular (bond stretching and bond bending). Primeiramente foi realizado um estudo sistemático do efeito do tamanho do sistema nas propriedades estáticas do antimoneto de índio - InSb, vítreo. Mostrou-se que o primeiro pico do fator de estrutura estático de raios-x é tremendamente dependente do tamanho do sistema e que sua origem deve-se a correlações de médio alcance. Comparação entre os fatores de estrutura estática, simulado e experimental, apresentam muito boa concordância. Nas outras simulações estudou-se a transição sólido-líquido de dois semicondutores do grupo II-VI - CdTe e ZnTe. Observou-se a histerese neste tipo de transição, a variação da energia interna e volume do sistema com a temperatura, seu coeficiente de expansão térmico, calor específico bem como a densidade de estados vibracionais. Determinou-se também a taxa de resfriamento necessário para a obtenção de fases vítreas e sua recristalização. Para estes mesmos sistemas foi realizado também um estudo completo sobre a transição de fase estrutural induzida por pressão. Propriedades estáticas tais como função de correlação de pares, número de coordenação e distribuição de ângulos de ligação foram obtidas como função da pressão e os resultados comparados com dados experimentais de EXAFS. Foi analisada também a transformação reversa. Apesar da transformação reversa apresentar uma histerese bastante grande, os resultados obtidos estão em excelente acordo com as observações experimentais.

ASSUNTO(S)

dinâmica molecular transformação estrutural fisica da materia condensada dinâmica das partículas vidro

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados