Efeito de vacâncias de nitrogênio, gálio e outros parâmetros da célula unitária nas propriedades eletrônicas do GaN

Abstract

Neste trabalho buscamos, após gerar simulações computacionais usando a teoria DFT e como instrumento o programa Crystal09, na supercélula de 32 átomos do GaN, comparar a estrutura não otimizada com a otimizada, a fim de compreender suas principais diferenças. Em uma segunda etapa da pesquisa, analisamos os efeitos das vacâncias de átomos de gálio e de nitrogênio em mais de um átomo na mesma estrutura, simulando defeitos nesse material. Por fim, estudamos os efeitos indiretos da variação da temperatura no gap de energia. Pudemos concluir que, em relação a energia total e o valor do gap de energia, as estruturas otimizada e não otimizado apresentam valores muito próximos, não apresentando muitas vantagens o processo de otimização. Em alguns casos, o material tornou-se degenerado do tipo p ou n, de acordo com a vacância apresentada. Simulamos e analisamos os efeitos que o aumento da temperatura causa nos valores dos parâmetros a e c na célula unitária, determinando o gap de energia, pudemos observar a sua diminuição, favorecendo a condutividade elétrica do material

In this research we seek, after generating computer simulations using the DFT theory and the Crystal09 program as a tool in the supercell of 32 atoms of GaN, compared to non-optimized structure with optimized in order to understand their differences. In a second stage of the research, analyzed the effects of vacancies and gallium atoms of nitrogen in more than one atom in the same structure, simulating defects in this material. Finally, we study the indirect effects of temperature variation in the energy gap. We concluded that, in relation to total energy and the value of the energy gap, the optimized and non-optimized structures have very similar values, not presenting many advantages the optimization process. In some cases, the material became degenerate p-type or n-type, in accordance with the vacancy appears. We simulate and analyze the effects that the increase in temperature causes the values of the unit cell parameters a and c, determining the energy gap, we could observe its decrease, favoring the electrical conductivity of the material