Cálculo de la estructura electrónica de la superred (GaN)4(RuN)4

Calculation of the Electronic Structure of (GaN)4(RuN)4 Superlattice.

Se investigaron las propiedades estructurales y electrónicas de la superred de periodo corto (GaN)₄(RuN)₄ calculadas en estructura wurtzita con orientación (0001), usando un cálculo de primeros principios dentro de la DFT (Density Functional Teory). Se utilizó el método FP-LAPW (Full Potential Linearized Augmented Plane Waves), como fue implementado en el código WIEN2k. Los efectos correlación e intercambio fueron tratados usando la GGA (Generalized Gradient Approximation) de Perdew, Burke y Ernzerhof. Para determinar los mejores parámetros en estructura wurtzita se optimizó la energía total como una función: i) el volumen de la celda unitaria, ii) la razón c/a y iii) la coordenada z de los átomos de Ga y Ru. Se hace un estudio detallado de la densidad de estados y estructura de bandas, se encontró que la superred (GaN)₄(RuN)₄ presenta un comportamiento metálico. En el nivel de Fermi, la contribución a la densidad de estados se debe principalmente a los orbitales atómicos d de Ru.

1. INTRODUCCIÓN

La formación de contactos óhmicos confiables para GaN es crucial para la fabricación de dispositivos ópticos y electrónicos basados en GaN, tales como diodos emisores de luz visible, dispositivos en microonda de alto poder y transistores de efecto de campo metal-semiconductor [1,6]. Para obtener dispositivos de desempeño óptimo, la formación de contactos óhmicos de baja resistencia para GaN es de gran importancia práctica. En un experimento reciente [6] los efectos en las propiedades estructurales y electrónicas de los contactos Schottky Ru y Ru/Au para GaN tipo-n indican que los contactos Ru y Ru/Au podrían ser sistemas muy útiles para la realización de aplicaciones en dispositivos a altas temperaturas. Por consiguiente, se hace necesario estudiar teóricamente la estructura electrónica de Ru/GaN y Au/GaN. El objetivo de este artículo es reportar cálculos de primeros principios de las propiedades estructurales y electrónicas de la superred (GaN)₄(RuN)₄ en estructura wurtzita como un posible compuesto con otra propiedad física interesante y una posible aplicación en la fabricación de contactos óhmicos o contactos Schottky.

2. METODOLOGÍA

Los cálculos fueron ejecutados con el método FPLAPW (Full Potential Linearized Augmented Plane Waves) implementado en el código WIEN2k [6]. En el método LAPW la celda es dividida en dos tipos de regiones: las esferas atómicas centradas en los sitios nucleares y la región intersticial entre las esferas no superpuestas.