Estudo da formação de defeitos em uma monocamada hexagonal de GaN Via DFT.

Abstract

O estudo de sistemas de baixa dimensionalidade, tais como nanotubos de carbono, fulerenos e o grafeno, cada vez mais têm atraído o interesse científico tanto teórico quanto experimental. Inspirado pela produçãoo experimental do grafeno e de monocamadas de outras espécies químicas, em conjunto com a evidência experimental dos nanotubos de nitreto de gálio, consideramos uma monocamada de GaN para a realização de estudos. O sistema sem defeitos possui, na supercélula, 96 atomos de gálio e nitrogênio, correspondendo a 48 atomos de cada especie química. Fizemos a analise da estabilidade estrutural, tendo tambem calculado a estrutura eletrônica deste possível material. Devendo o sistema existir, o gap direto de 3,4 eV e previsto. Alem do estudo da monocamada perfeita, exploramos também os defeitos no material. Consideramos alguns possíveis defeitos: vacâncias, anti-sítios, e impurezas substitucionais usando carbono e silício. Calculamos a energia de formação dos defeitos, estrutura de bandas, densidade de estados total e projetada, densidade de carga na região do defeito e bulk modulus no caso da monocamada perfeita. Os estudos foram realizados utilizando a Teoria do Funcional da Densidade, na aproximação GGA-PBE para o termo de troca e correlação. Foi utilizado o m¶etodo do pseudopotencial,com polarização de spin, base DZP, e condições periódicas de contorno ao longo do plano XY , usando o código computacional SIESTA.