Estudio de primeros principios de las propiedades estructurales y electrónicas de la heteroestructura grafeno-monocapa de h-AlN

En este trabajo se realizó un estudios de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad usando el software Quantum ESPRESSO para caracterizar las propiedades estructurales y electrónicas de la hetero-estructura híbrida grafeno/h-AlN en dos configuraciones, en apilamiento...

Full description

Autores:: Seña Ávila, Luis Alberto

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2025

Institución:: Universidad de Córdoba

Repositorio:: Repositorio Institucional Unicórdoba

Idioma:: spa

Description
Summary:	En este trabajo se realizó un estudios de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad usando el software Quantum ESPRESSO para caracterizar las propiedades estructurales y electrónicas de la hetero-estructura híbrida grafeno/h-AlN en dos configuraciones, en apilamiento vertical y en disposición horizontal. Al hacer la caracterización de las monocapas por separado se obtuvo que el parámetro de red a tiene un valor de 2.4675 Å y 3.1321 Å para el grafeno y el h-AlN respectivamente. Se pudo determinar que el grafeno es un semimetal mientras que el h-AlN un semiconductor con banda prohibida de 2.95 eV. En el apilamiento de las monocapas se utilizaron superceldas 2r3 × 2r3 grafeno y r7 × r7 h-AlN con un desajuste de un poco mas del 3 %. La energía de enlace en apilamiento tuvo un valor de -18.6840 meV/Å^2 , lo que nos muestra que esta configuración es energéticamente estable. La distancia entre las monocapas en el apilamiento se optimizó en 3.3248 Å, lo que nos indica que la heteroestructura esta caracterizada por interaccionesde Van der Waals. La caracterización electrónica se realizó mediante la construcción de los diagramas de densidad de estados proyectados (PDOS) y la estructura de bandas. Por medio de estos diagramas se pudo determinar que la interfaz grafeno/h-AlN en apilamiento vertical es un conductor no magnético y en la disposición horizontal el material es un semiconductor no magnético, donde su banda prohibida se ajusta con la concentración de h-AlN. También se encontró que al hacer sustituciones de átomos de carbono en la superficie de h-AlN de la interfaz vertical exhibe propiedades magnéticas. Para la disposición lateral de las monocapas, se encontró que las estructuras son menos estables si se aumenta la concentración de h-AlN. Además se hallaron las constantes elásticas y los módulos de elasticidad de las diferentes configuraciones para evaluar la rigidez de estos materiales.

Estudio de primeros principios de las propiedades estructurales y electrónicas de la heteroestructura grafeno-monocapa de h-AlN

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