Estudio estructural de los semiconductores AlP, GaAs y AlAs con estructura wurzita

A. Bautista-Hernández, L. Pérez-Arrieta, U. Pal, and J.F. Rivas-Silva

Instituto de Física, Universidad Autónoma de Puebla, Apartado Postal J-48, Puebla, Pue. 72570, México.

Recibido el 19 de marzo de 2001. ]]> Aceptado el 10 de octubre de 2002.

Resumen

En este trabajo presentamos cálculos ab initio de la optimización de geometrías, parámetros de red y estructura electrónica para semiconductores con estructura wurzita, tales como AlN, CdS, ZnS, ZnSe, GaN, AlP, AlAs y GaAs. Para ello se usa el programa CASTEP de CERIUS con las aproximaciones LDA (Local Density Approximation) y GGA (Generalized Gradient Approximation), en el marco de la teoría de funcionales de la densidad (Density Functional Theory, DFT). Los pseudopotenciales usados en este trabajo son los generados con el esquema de optimización de Troullier-Martins. Una vez optimizados los parámetros de red, calculamos el patrón de rayos X para cada uno de los semiconductores estudiados. Se analiza el efecto de los pseudopotenciales usados en función de los resultados obtenidos. Finalmente, se predice la geometría y el patrón de rayos X para el AlP, AlAs y GaAs, con estructura wurzita, comprobándose el carácter semiconductor de estos materiales.

Descriptores: Cálculos ab initio; optimización de geometrías; patrón de rayos X; estructura de bandas.

Abstract

In this work we present ab initio calculations of optimization geometries, lattice constant and electronic structure for semiconductors wurtzite-type, like AlN, CdS, ZnS, ZnSe, GaN and GaAs. For this, we used the CASTEP program of CERUIS with LDA and GGA approximations, in the framework of Functional Density Theory. The used pseudopotentials are available in that program and were generated using the optimization scheme of Troullier-Martins. With the lattice constant just optimized, we calculate then the X-ray spectra for studied semiconductors. We analyzed the effect of used pseudopotentials on function of the results obtained. Finally, we predicted the geometry and X-ray pattern for AlP, AlAs and GaAs with wurtzite structure, giving evidence about the semiconductor character of this materials.

Keywords: Ab initio calculations; geometry optimization; X-ray spectra; band structure.

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Agradecimientos

Este trabajo ha sido apoyado por la SEP y CONACyT, México (Proyectos Fomes 99 y 28380E, 32213E).

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