Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://ri.ufmt.br/handle/1/5627
Tipo documento: Dissertação
Título: Estudo das propriedades estruturais e eletrônicas do arseneto de boro e análogos
Autor(es): Barboza, Elisangela da Silva
Orientador(a): Craco, Luis
Coorientador: Pereira, Teldo Anderson da Silva
Membro da Banca: Craco, Luis
Membro da Banca: Pereira, Teldo Anderson da Silva
Membro da Banca: Arruda, Marcelo Felipe Zanella de
Membro da Banca: Dias, Alexandre Cavalheiro
Resumo : Neste trabalho investigamos teoricamente propriedades estruturais e eletrônicas do cristal de arseneto de boro cúbico (BAs) e análogos por meio de cálculos ab initio baseados na teoria do funcional da densidade (DFT), a fim de compreender e relacionar suas propriedades físicas. Em nosso estudo o BAs é submetido a pressões hidrostáticas de 10%, 20% e 30% para entender como o estado eletrônico normal muda sob pressão externa. Além disso, comparamos nosso resultado para BAs comprimido de 30% com os obtidos para GaAs e InAs à pressão ambiente, mostrando uma boa concordância qualitativa entre esses três sistemas diferentes. Neste trabalho, todos os nossos cálculos da teoria do funcional da densidade foram implementados usando o pacote computacional quantum espresso (Q.E). Mostramos que a energia de corte e o número de pontos ⃗k desempenham um papel importante no resultado de nossos cálculos. Ao analisar a convergência da energia total em função do parâmetro da rede, verifica-se que o parâmetro da rede está subestimado (superestimado) dentro da aproximação LDA (GGA). Usando as aproximações LDA e GGA, nossos resultados para o bulk modulus mostram-se em boa concordância com os cálculos existentes na literatura. Além disso, nós estudamos as propriedades eletrônicas dos sistemas BAs, GaAs e InAs à pressão ambiente. Em consonância com estudos anteriores, os resultados obtidos para a estrutura de bandas mostram que o BAs tem um gap indireto entre o ponto Γ − X com valor próximo a 1,15 eV, enquanto o GaAs tem um gap direto de 0,67 eV e o InAs é um semi-metal. O BAs pressurizado mostrou mudanças claras nas propriedades eletrônicas, particularmente em altas pressões, onde seu intervalo de banda é reduzido. Nesse regime particular, a estrutura eletrônica dos BAs mostra o surgimento do estado semi-metálico ao aumentar a pressão.
Resumo em lingua estrangeira: In this work we theoretically investigate structural and electronic properties of cubic boron arsenide crystal (BAs) and analogues through calculations ab initio based on density functional theory (DFT), in order to understand and relate their physical properties . In our study BAs is subjected to hydrostatic pressures of 10%, 20% and 30% to understand how the normal electronic state changes under external pressure. Furthermore, we compared our result for compressed 30% BAs with those obtained for GaAs and InAs at ambient pressure, showing good qualitative agreement between these three different systems. In this work, all our density functional theory calculations were implemented using the quantum espresso (Q.E) computational package. We show that the shear energy and the number of ⃗k points k play an important role in the result of our calculations. When analyzing the convergence of the total energy as a function of the network parameter, it is verified that the network parameter is underestimated (overestimated) within the LDA approximation (GGA). Using the LDA and GGA approximations, our results for the bulk modulus are in good agreement with existing calculations in the literature. Furthermore, we studied the electronic properties of BAs, GaAs and InAs systems at ambient pressure. In line with previous studies, the results obtained for the band structure show that BAs has an indirect gap between the point Γ−X with a value close to 1.15 eV, while GaAs has a direct gap of 0,67 eV and InAs is a semi-metal. Pressurized BAs showed clear changes in electronic properties, particularly at high pressures, where its band gap is reduced. In this particular regime, the electronic structure of the BAs shows the appearance of the semi-metallic state when increasing the pressure.
Palavra-chave: Propriedades estruturais e eletrônicas
Teoria do funcional de densidade - DFT
Semicondutores
Quantum espresso
Efeitos de pressão
Palavra-chave em lingua estrangeira: Structural and electronic properties
Density functional theory - DFT
Semiconductors
Quantum espresso
Pressure effects
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Física (IF)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física
Referência: BARBOZA, Elisangela da Silva. Estudo das propriedades estruturais e eletrônicas do arseneto de boro e análogos. 2023. 55 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/5627
Data defesa documento: 23-Feb-2023
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - IF - PPGF - Dissertações de mestrado

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