Realistic g-factor and k.p parameters in III-V semiconductors and prediction of semiconductors layered materials (2019)
- Authors:
- Autor USP: BASTOS, CARLOS MACIÉL DE OLIVEIRA - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCI
- DOI: 10.11606/T.76.2019.tde-18052020-145201
- Subjects: SEMICONDUTORES (FÍSICO-QUÍMICA); DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Os dispositivos semicondutores têm grande impacto no mundo atual, com um grande número de aplicações indo desde os LEDs até os chips presentes nos celulares. O desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos necessita do controle da estrutura eletrônica, que vem sendo alcançado com novas técnicas experimentais. Por este motivo, um ponto fundamental desta área é o entendimento da estrutura eletrônica dos materiais que os compõem. Um exemplo desta necessidade é o fato de que dispositivos spintrônicos necessitam do desbalanço entre os spin-up e spin-down, com uma diferença de poucos milieletronvolts entre eles. Hoje, apenas um pequeno grupo de métodos teóricos que consegue alcançar a precisão necessária para guiar o desenvolvimento desses novos dispositivos. Além disso, com o controle das temperaturas e pressões de crescimento, é possivel obter fases metaestáveis de um mesmo material, aumentando o espectro de possíveis escolhas. Neste projeto de doutorado, nós propomos uma abordagem teórica que combina dois dos principais métodos usados nos cálculos de estrutura eletrônica, a teoria do funcional da densidade e o método k·p, que são conectados através de um método de fitting que foi desenvolvido e aprimorado durante seu período de execução. Para testar nossa abordagem e o método de fitting, nós aplicamos ao GaAs na fase zincblende e comparamos as nossas predições teóricas com dados experimentais, comprovando a eficiência de nossa abordagem. Estendendo a aplicação aos demais semicondutores III-V na fase zincblende, nós revisamos os parâmetros k·p, massas efetivas e os fatores-g efetivos nesses materiais. Além disso, investigamos os dicalcogenetos de metais de transição, que formam materiais estratificados e podem formar estruturas bidimensionais, e possivelmente materiais semicondutores. Nós investigamos três fases polimórficas de 27 materiais, prevendo suas propriedades estruturais, eletrônicas eelásticas. Também investigamos uma importante tendência que encontramos entre a carga transferida do metal para o calcogênio e a energia necessária para isolar uma única camada, propondo um mecanismo para explicar esse efeito. Concluindo, nós propusemos uma nova abordagem teórica, que aplicamos aos semicondutores III-V, além de investigarmos a existência de novos materiais semicondutores entre os dicalcogenetos de metais de transição. Este projeto de doutorado contribui para o aumento da precisão de abordagens teóricas, com consequências para o desenvolvimento de novos dispositivos semicondutores e para o entendimento de fenômenos físicos envolvendo esses materiais
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2019
- Data da defesa: 02.12.2019
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
BASTOS, Carlos Maciél de Oliveira. Realistic g-factor and k.p parameters in III-V semiconductors and prediction of semiconductors layered materials. 2019. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-18052020-145201/. Acesso em: 01 abr. 2026. -
APA
Bastos, C. M. de O. (2019). Realistic g-factor and k.p parameters in III-V semiconductors and prediction of semiconductors layered materials (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-18052020-145201/ -
NLM
Bastos CM de O. Realistic g-factor and k.p parameters in III-V semiconductors and prediction of semiconductors layered materials [Internet]. 2019 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-18052020-145201/ -
Vancouver
Bastos CM de O. Realistic g-factor and k.p parameters in III-V semiconductors and prediction of semiconductors layered materials [Internet]. 2019 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-18052020-145201/
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