Propiedades electrónicas de la hoja de carburo de germanio tipo grafeno
E. Chigo Anotaª, G. Murrieta Hernándezb
ª Cuerpo Académico Ingeniería en Materiales–Facultad de Ingeniería Química, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Ciudad Universitaria. Col. San Manuel. Puebla, Pue., 72570, México, e–mail: echigoa@yahoo.es.
b Facultad de Matemáticas–Universidad Autónoma de Yucátan, Periférico Norte, Tablaje 13615, Merida, Yucatán, 97110, México.
]]> Recibido el 4 de junio de 2010
Resumen
A través de cálculos de primeros principios basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT) a nivel LDA (PWC) se investigan las propiedades electrónicas de la hoja de carburo de germanio (GeC) no dopada y dopada con nitrógeno. Además, se analiza el efecto de las vacancias de germanio y carbono sobre las propiedades electrónicas de este material.
Se encuentra que la geometría (óptima de las hojas de GeC es plana, esto tanto para el caso del modelo dopado como el no dopado. Por otro lado, la presencia de una vacancia de germanio en la hoja de Ge11C12N12 resulta en la inestabilidad de dicho sistema. Los cálculos realizados muestran una transición semiconductor–semimetal debido a la incorporación de N en la hoja de Ge12C12H12, obteniéndose valores de brecha prohibida de 2.34 y 0.17 eV, para el modelo no dopado y el dopado con N, respectivamente. Un fuerte incremento en la polaridad de la hoja se presenta cuando un defecto NC es introducido en la estructura, pasando de iónico a covalente.
Descriptores: Carburo de germanio; teoría DFT.
Abstract
Through first principles calculations based on the Density Functional Theory (DFT) at the level of LDA (PWC) the electronic properties of un–doped and nitrogen doped germanium carbide sheets (GeC) were studied. The effect of structural vacancies on the electronic properties of the proposed models was investigated.
]]> It was found that the optimal geometry of the GeC sheet is planar, same is true for the nitrogen doped model. On the other hand, it was concluded that the presence of a germanium vacancy leads to structural instability of the Ge11C12N12 system.A semiconductor–metal transition was detected when N is incorporated in the Ge12C12H12 system; band gap energies of 2.34 and 0.17 eV were estimated for un–doped an N doped models, respectively. Furthermore, the incorporation of a carbon antisite (Nc) leads to a strong increase of polarity, changing form ionic to covalent.
Keywords: Germanium carbide; DFT theory.
PACS: 31.10+z; 31.15.Ar; 31.15Ew
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Agradecimientos
Este trabajo fue parcialmente apoyado por el proyecto VIEP–BUAP (CHAE–ING1I–I), FIQ–BUAP (2010–2011), y Cuerpo Académico Ingeniería en Materiales (BUAP–CA–177).
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