Determinación de las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de siliceno, germaneno y sistema Si-Ge mediante DFT

Resumen

En este estudio se determinaron las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de un conjunto de láminas bicapa de silicio, germanio y la aleación de ambas. El estudio se sustenta en la teoría de los funcionales de la densidad y su implementación en este trabajo se llevó a cabo mediante el código de Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms (SIESTA). Se utilizó un pseudopotencial de gradiente generalizado tipo Perdew–Burke–Ernzerhof (GGA-PBE). En la primera parte del estudio se realizó la optimización de la función de onda de prueba y la malla de puntos K por medio del algoritmo Monkhorst-Pack en la primera zona de Brillouin, elaborando la optimización estructural para determinar los parámetros de red que minimizan la energía del sistema, obteniendo para el siliceno los parámetros de red siguientes a=b= 3.819 Å, y para el germaneno fueron de a=b= 4.035283 Å. En la segunda parte del estudio se estableció el comportamiento electrónico de los sistemas mediante su estructura de bandas y densidad de estados, donde se determinó un comportamiento conductor para todos los sistemas, uniéndose la banda de valencia y de conducción en el punto de alta simetría K, mostrando la presencia de los conos de Dirac. Finalmente se determinó la parte imaginaría de la función dieléctrica donde se aprecian picos de absorción a diferentes niveles de energía, asociados a fenómenos electrónicos en el sistema tales como absorción UV-visible y transiciones entre bandas.