Extracción de pseudopotenciales para pasivar nanoestructuras semiconductoras (2022)
La pasivación es un proceso mediante el cual se inactiva la superficie de un material, de tal manera que sus características no se vean afectadas por la interacción con en el medio en el que el material se encuentre. Este es un proceso importante para el buen funcionamiento de los dispositivos tecnológicos, ya que a través de una buena pasivación se garantiza el buen funcionamiento de dichos dispositivos en diferentes condiciones ambientales. Desde un punto de vista teórico, el cálculo atomístico de nanoestructuras pasivadas ha sido difícil debido a la gran demanda computacional relacionada a las gran cantidad de átomos de los sistemas y a la poca precisión que se tiene debido a su simetría esférica. En este trabajo, proponemos una metodología de generación de pseudopotenciales atómicos que son capaces de pasivar eficientemente nanoestructuras semiconductoras, los cuales se pueden implementar directamente en el método de los pseudopotenciales empíricos. Nosotros garantizamos la precisión y transferibilidad de nuestros potenciales mediante el cálculo del gap de energía para nanohilos y slabs pasivados a lo largo de diferentes orientaciones para diferentes materiales semiconductores (GaAs, AlAs, CdSe y Ge). Demostramos que se debe considerar la simetría no esférica tanto en la parte real como en la parte imaginaria de los potenciales pasivantes, donde la parte real se comportará como un cuadrupolo y la parte imaginaria como un dipolo, ambos con una dependencia angular. Demostramos que el ignorar la dependencia angular conduce a la aparición de estados superficiales entre las bandas de conducción y de valencia. Este trabajo aporta una mejora al método de los pseudopotenciales con una descripción más precisa físicamente de los pasivantes, cuya componente real ha sido tradicionalmente tratada como una cantidad esféricamente simétrica, además nuestra metodología nos permite abordar nanoestructuras semiconductoras compuestas por miles de átomos a un menor coste computacional.