Banca de DEFESA: Rafael Lemes Leonel

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : Rafael Lemes Leonel
DATA : 23/07/2025
HORA: 14:00
LOCAL: on line
TÍTULO:

Estudo Teórico das Propriedades Estruturais e Eletrônicas de Nanofios de Nitretos e da Heteroestrutura Axial da GaN/AlN

PALAVRAS-CHAVES:

Nanofios; Nitreto de Gálio; Nitreto de Alumínio; Nitreto de Índio; DFTB

PÁGINAS: 126
RESUMO:

Este trabalho apresenta um estudo abrangente das propriedades estruturais e eletrônicas de nanofios semicondutores do grupo III-N — Nitreto de Gálio (GaN), Nitreto de Alumínio (AlN) e Nitreto de Índio (InN) — nas fases Wurtzita e Zincblende, com diferentes orientações de crescimento, com ênfase na direção axial [0001] (hexagonal) e nas orientações [111] e [100] (cúbica).Utilizando métodos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e na aproximação DFTB, investigamos como o raio, a fase cristalina e a orientação afetam grandezas fundamentais como energia de formação, bandgap, relaxações atômicas e características eletrônicas. As estruturas foram modeladas com diferentes raios, e os resultados indicam que o aumento do número de átomos tende a estabilizar a energia de formação por par (ou por átomo, quando aplicável), bem como a reduzir o bandgap em direção ao valor do bulk, conforme esperado pelo relaxamento dos efeitos de confinamento quântico. Observou-se que o AlN apresenta comportamento estável tanto na fase Wurtzita quanto na Zincblende, e o GaN também mantém boa estabilidade estrutural em ambas. Para o InN, no entanto, a fase Zincblende na direção [111] resultou em forte distorção estrutural, com desorganização na rede cristalina e ângulos de ligação tendendo a 90°, incompatíveis com a simetria esperada. Isso levou à adoção da orientação (001), que restaurou a simetria cúbica e estabilizou as propriedades físicas e eletrônicas, como evidenciado pelos diagramas de bandas e pela redução suave do bandgap com o aumento do raio. A comparação entre as fases do InN revelou que a Wurtzita permanece mais estável energeticamente, mas a Zincblende (001) representa uma alternativa viável sob condições estruturais controladas. Foram analisadas também interfaces axiais entre GaN e AlN na fase Wurtzita. Os resultados mostraram continuidade cristalina entre as camadas e relaxações nas superfícies laterais características: cátions tendem a entrar no material, enquanto ânions saem. As bandas de energia mantêm o caráter direto do gap, e a análise de offsets indicou que a interface se comporta como heterojunção do tipo II, com a barreira de potencial localizada no lado do GaN. Por fim, espectros simulados de difração de raios X (DRX) foram utilizados para validar a evolução da ordem estrutural nos nanofios. Os difratogramas mostraram bom acordo com os padrões teóricos, principalmente para nanofios maiores, confirmando a consistência entre relaxação estrutural, estabilidade energética e propriedades eletrônicas.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 435093 - HORACIO WAGNER LEITE ALVES
Externo ao Programa - 2543097 - CLAUDIO DE OLIVEIRA
Externo à Instituição - GUILHERME MATOS SIPAHI