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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.43.1998.tde-12062012-131546
Document
Author
Full name
Roberto Claudino da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1998
Supervisor
Committee
Ferraz, Armando Corbani (President)
Antonelli, Alex
Fantini, Marcia Carvalho de Abreu
Rodrigues, Wagner Nunes
Watari, Kazunori
Title in Portuguese
Geometria, Estabilidade e Estrutura Eletrônica das Superfícies GaAs(001): Te e InAs(001): Te
Keywords in Portuguese
Adsorção
Estrutura eletrônica
GaAs
InAs
Superfície semicondutora
Te
Abstract in Portuguese
Estudamos a adsorção de Te em superfícies de GaAs(001) e InAs(001) com periodicidades 1x1, 1x2, 2x1 e 2x2, para as concentrações de telúrio Tc= 0, 1/4, 1/2, 3/4 e 1. Realizamos cálculos dentro do formalismo do funcional da densidade empregando pseudopotenciais de norma conservada. Para a relaxação das estruturas empregamos a dinâmica molecular de Car e Parrinello. Nossos resultados apontam para uma redução na estabilidade das superfícies na proporçã em que aumenta a concentração de Te na uperfície. A cobertura de As (Tc = 0) é energeticamente mais favorável que as recobertas com qualquer concentração de Te, tanto na superfície de GaAs(001) quanto na de InAs(001). Observouse ainda nas superfícies com Tc = 0 Tc = 1, que a dimerização dos átomos de As e da ordem de 30% mais intensa que dos átomos e Te. Comparando as dimerizações do Te nas superfícies com concentrações Tc 1/2, observamos que elas são maiores sobre o InAs(001) (célula terminada em In) que sobre o GaAs(001) terminada em Ga). Outra tendência verificada e a "flutuação" do Te sobre as superfícies. Para uma mesma concentração verificamos a "preferência de adsorção" em sítios fora da cadeia de dímeros indicando uma adsorção monoatômica. Para concentração Tc = 1 na superfície GaAs(001):Te2x2 observamos duas geometrias possíveis: uma com cadeias de dímeros seguindo o modelo "dimerrowmissing" e outra com dois tipos de dímeros em posições alternadas ao longo da dir~ao (110). Analisando as energias de adsorção nas duas superfícies verificamos que a adsorção sobre o InAs é mais favorável que sobre o GAs. Analisamos ainda a estrutura eletrônica das superfícies em todas as reconstruções e concentrações consideradas e verificamos anda o caráter semicondutor das superfícies com concentração Tc = 1/2.
Title in English
Geometry, stability and electronic structure of GaAs surfaces (001): Te and InAs (001): Te
Keywords in English
Ab initio
Atoms
Surfaces
Abstract in English
We have carried out ab initio density functional calculations to investigate the adsorption of Te on GaAs(001) and lnAs(001) surfaces as a function of Te surface coverage: Tc = 0, 1/4, 1/2, 3/4, 1. In order to determine the equilibrium atomic positions, the geometry was relaxed according he calculated total energy and forces following the Car Parrinello approach for molecular dynamics. Our calculations indicate that a full monolayer of As (Tc = 0) is energetically more favourable than any of the studied coverage of Te (Tc = 1/4, 1/2, 3/4, 1), where the stability is educed with increasing Te coverage. The dimerization of surface As atoms is about 30% more intense than surface Te atoms. Comparing the Te dimerization on InAs(001), In terminated, and aAs(OOI), Ga terminated, we observed that the Te atoms dimerize more over lnAs than GaAs surface. Another observation is the tendency of the Te atoms to 'l1oat" from the surface with increasing coverage. For the same concentrations of Te the atoms "prefer" to be adsorbed on the offchain sites indicating a monoatomic adsorption. The adsorption energy of Te on InAs(001) is more favorable than GaAs(001). We also determined the surface band structure for all reconstructions and Te concentrations, veryfying the semiconductor nature for Tc = 1/2.
 
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Publishing Date
2012-06-14
 
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