Sistemas de baja dimensión en carburo de silicio: Del SiC cristalino al Silagrafeno

Transcripción

1 Sistemas de baja dimensión en carburo de silicio: Del SiC cristalino al Silagrafeno S. M. Yaro, JJ. Torres-Vega y C. V. Landauro Grupo de Investigación en Materia Condensada Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Círculo de Investigación e Innovación de Materiales Avanzados para la Industria y Biomedicina Círculo. de octubre de 6 / 3

2 Motivación Carburo de silicio cristalino 3 Carburo de silicio cristalino: estructuras ultra-delgadas 4 Sistema bidimensional de SiC: silagrafeno 5 Conclusiones y perspectivas / 3

3 Motivación 3 / 3

4 Sistemas de baja dimensión Estructuras basadas en Carbono: Grafito (3D) Grafeno (D) Nanotubos y nanocintas (QD) Fullereno de C 6 (QD) A. K. Geim y K. S. Novoselov, Nature Materials 7 4 / 3

5 Sistemas de baja dimensión en SiC Politipos de carburo de silicio (3D) Silagrafeno (D) Nanotubo de SiC (QD) Burbujas de SiC (QD) Patrice Meélinon, SiC Cage Like Based Materials (); Xuming Qin, J. Phys. Chem. Lett. (5); Fenglei Cao, RSC Adv. (); M. B. Watkins, Phys. Chem. Chem. Phys. (9). 5 / 3

6 Sistemas de baja dimensión Efecto de la dimensión sobre la densidad de estados electrónico Lorenzo Mino, J. Phys. D: Appl. Phys. 46 (3) 43 6 / 3

7 Carburo de silicio cristalino 7 / 3

8 Estructura electrónica del Carburo de Silicio Politipo 3C-SiC Grupo de simetría: F4 3m Parámetros de red: a=4.35 Å 8 / 3

9 Estructura electrónica del Carburo de Silicio Estructura de Bandas 3C-SiC Energia (ev) W L Γ Χ W K 9 / 3

10 Estructura electrónica del Carburo de Silicio E F = ev Densidad de Estados vs Energia 3C-SiC.8.6 Total Orbital s Orbital p.4..8 Orbital d Energia (ev) / 3

11 Estructura electrónica del Carburo de Silicio E F = ev.8.6 C.4..8 Orbital s Orbital p Orbital d Energia (ev) Densidad de Estados vs Energia 3C-SiC Si Orbital s Orbital p Orbital d Energia (ev) / 3

12 Estructura electrónica del Carburo de Silicio Politipo 4H-SiC Grupo de simetría: P63mc Parámetros de red: a=3.73 Å c=.53 Å / 3

13 Estructura electrónica del Carburo de Silicio Estructura de Bandas 4H-SiC Energia (ev) K M Γ Κ H A L M 3 / 3

14 Estructura electrónica del Carburo de Silicio E F = ev Densidad de Estados vs Energia 4H-SiC 4 3 Total 4 3 Orbital s 4 3 Orbital p 4 3 Orbital d Energia (ev) 4 / 3

15 Estructura electrónica del Carburo de Silicio E F = ev C Densidad de Estados vs Energia 4H-SiC Si Orbital s Orbital s Orbital p Orbital p Orbital d Orbital d Energia (ev) Energia (ev) 5 / 3

16 Densidad Local de Estados 3C-SiC E L = -4.3 ev Energia (ev) W L Γ Χ W K 6 / 3

17 Densidad Local de Estados 4H-SiC E L = -4. ev Energia (ev) K M Γ Κ H A L M 7 / 3

18 Carburo de silicio cristalino: estructuras ultra-delgadas 8 / 3

19 Estructuras ultra-delgadas de Carburo de Silicio Densidad de Estados vs. Energia 3C-SiC Solido E F = -3.7 ev W =.5 nm E F = -3.3 ev W =.7 nm E F = -3.4 ev E-E F (ev) 9 / 3

20 Estructuras ultra-delgadas de Carburo de Silicio Densidad Local de Estados (E F = -3.4 ev, W =.7 nm) / 3

21 Estructuras ultra-delgadas de Carburo de Silicio Densidad de Estados vs. Energia 4H-SiC Solido E F = -.58 ev W = nm E F = ev W = nm E F = -4.8 ev E-E F (ev) / 3

22 Estructuras ultra-delgadas de Carburo de Silicio Densidad Local de Estados (E F = -4.8 ev, W = nm) / 3

23 Sistema bidimensional de SiC: silagrafeno 3 / 3

24 Estructura electrónica del Silagrafeno t-sic Grupo de simetría: Pmmm Parámetros de red: a=3.9 Å b=5.54 Å 4 / 3

25 Estructura electrónica del Silagrafeno Estructura de Bandas t-sic E- E F (ev) Χ Γ Υ S Χ Densidad de Estados vs. Energia t-sic E F = -.55 ev E-E F (ev) 5 / 3

26 Estructura electrónica del Silagrafeno E F = ev.5 Densidad de Estados vs Energia t-sic Si_s Si_p C_s C_p E - E F (ev) 6 / 3

27 Estructura electrónica del Silagrafeno Densidad Local de Estados (E F = -.55 ev) 7 / 3

28 Conclusiones y perspectivas 8 / 3

29 Conclusiones y perspectivas Los cálculos de y la L para los sistemas cristalinos 3C-SiC, 4H-SiC y Silagrafeno t-sic muestran la importancia de los orbitales p en sus propiedades electrónicas. La densidad de estados para capas ultrafinas de 3C-SiC indican la formación de un pico de entorno a la E F. La densidad de estados para capas ultrafinas de 4H-SiC indican la población del band gap. El silagrafeno t-sic muestra una estructura de bandas similar a los conos de Dirac. Se profundizará el estudio de los sistemas de Carburo de Silicio ultra-delgado y silagrafeno orientandonos al transporte electrónico. 9 / 3

30 XXV Simposio Peruano de Física, del al 4 de Octubre de 6 Agradecimientos: Circulo de Investigación Universidad Nacional Mayor de San Marcos 3 / 3