Un estudio computacional sobre defectos en la heterobicapa AlN⁄grafeno

En esta investigación, se estudian los energéticos de la heterobicapa (4x4)AlN/(5x5)grafeno, con y sin defectos. La heterobicapa (4x4) AlN/(5x5) grafeno se modela, usando el esquema del slab periódico: una monocapa de (4x4) AlN, se acopla a una monocapa de (5×5)grafeno, las cuales presentan un mismatch inferior al 1%. La monocapa (5×5) grafeno, solo se considera como el sustrato para la monocapa de (4x4) AlN hexagonal planar. Para incluir la periodicidad en el sistema heterobicapa, el slab contiene una región vacía lo suficientemente grande (≈20 Å) de modo que no se den interacciones entre el sistema heterobicapa y su imagen. Aquí, se prueban cuatro (4) stacking diferentes AA, AA', A^' B y A'B' de los cuales se escogen las configuraciones: AA y AA’, puesto que estos stacking poseen las energías de enlace más favorables, y corresponden a un átomo de nitrógeno o un átomo de aluminio justo en el centro de un hexágono de grafeno, respectivamente. Así mismo, hasta donde se conoce, las configuraciones AA y AA’ no se han reportado en la literatura científica. Se encuentra que los valores obtenidos para la energía de enlace, energías de formación, trabajo de adhesión , para las configuraciones AA y AA’ libres de defectos, son -19.13 , -16.69 , 19.13 y -46.42 meV/Å^2 , y -20.42 , -16.77 , 16.77 respectivamente. Asimismo, los valores obtenidos, para las configuraciones AA y AA’ con vacancia de aluminio, son -18.94 , -16.84 , 16.84 y -46.30 meV/Å^2 , y -19.54 , -17.40 , 17.40 respectivamente. Finalmente, los valores obtenidos para las configuraciones AA y AA’ con vacancia de Nitrógeno, son -25.40 , -27.49 , 27.49 y -56.95 meV/Å^2 , y -26.99 , -28.87 , 28.87 respectivamente.

• Autores: Corzo Valderrama, Giovanny
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2025
• Institución: Universidad de Córdoba
• Repositorio: Repositorio Institucional Unicórdoba
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/9020
• Acceso en línea: https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9020; https://repositorio.unicordoba.edu.co
• Palabra clave: Heterobicapa; AlN (Nitruro de Aluminio); Defectos estructurales; Energía de enlace; Energía de formación; Trabajo de adhesión; Stacking; Monovacancias; Interacciones Van der Waals; Quantum Espresso; Pseudopotenciales; Corrección de Grimme; Heterobilayer; AlN (Aluminum Nitride); Structural defects; binding energy; Formation energy; Adhesion work; Stacking; Single vacancies; Van der Waals interactions; Pseudopotentials; Grimme Correction
• Rights: openAccess
• License: Copyright Universidad de Córdoba, 2025