Última modificación: 30-07-2016
Resumen
El oxido de Zinc (ZnO) es uno de los semiconductores más exhaustivamente estudiados. A temperatura ambiente, presenta la estructura wurtzita (B4). En esta fase, por sus propiedades térmicas, electrónicas y piro-piezoeléctricas, es usado en diversos dispositivos electrónicos.
Algunas de estas propiedades mejoran notablemente en la nano escala, especialmente cuando el ZnO forma heteroestructuras con otros materiales. Recientemente, se logró sintetizar nanohilos con estructura core/shell de ZnO/X (X=ZnSe,ZnS,BeO) que mejoran la eficiencia de sensores piezoeléctricos, celdas fotovoltaicas y dispositivos opto-electrónicos.
En este trabajo se presenta un estudio teórico de las propiedades estructurales, elásticas y electrónicas de nanoestructuras tipo core/shell de ZnO, ZnS y BeO, cuando son sometidas a deformaciones uniaxiales en la dirección [0001]. Nanohilos hexagonales con diámetros entre 1.5 y 2.8 nm fueron estudiados ab-initio usando la teoría de la funcional de la densidad (DFT) en la aproximación de gradiente generalizado (GGA), implementada en el código SIESTA. Mediante la aplicación de tensiones uniaxiales, se calcularon el módulo de Young, la tensión de ruptura y las densidades de estados electrónicos totales (TDOS) y proyectados (PDOS).
De la comparación de las TDOS, PDOS y las propiedades elásticas en los nanohilos tipo core/shell respecto a los mismos en nanohilos formados por uno solo de los materiales mencionados (ZnO, ZnS o BeO), se observan características relevantes que aportarían una información substancial para lograr un posible aumento de la eficiencia del ZnO en dispositivos electrónicos en la nano escala.