Estudio de vacancias en Cr:GaAs usando DFT

Abstract

En esta tesis de maestría se presentan los resultados del estudio mediante DFT de las propiedades electrónicas, magnéticas y estructurales del Ga1−xCrxAs, dado que en este material se ha encontrado que al hacer sustituciones de un átomo de Ga por uno de Cr en la red, exhibe propiedades magnéticas, que puro no presenta. En primer lugar se trabaja con el Arsenuro de Galio en su estructura limpia: GaAs, se determinan sus características, constante de red y tipo de material. Luego se genera una vacancia de Ga, GaAsVGa, para realizar los análisis mencionados, en la estructura pura. Igualmente se crea una vacancia de As en el compuesto GaAsVAs, para comparar las variaciones que exhiben sus propiedades cuando las vacancias son de átomos diferentes. Se hace la sustitución de un átomo de Ga por uno de Cr, Ga1−xCrxAs, para diferentes concentraciones de Cr y se analizan los cambios que presenta en relación con las otras estructuras mencionadas. Finalmente se hace la sustitución de un átomo de Ga por uno de Cr y de manera simultánea se genera una vacancia de Ga Ga1−xCrxAsVGa); también se trabaja la anterior estructura pero generando la vacancia de As (Ga1−xCrxAsVAs) para realizar las comparaciones respectivas, los análisis anteriores se hacen para estudiar cuál estructura es energéticamente más favorable. De cada una de ellas se presentan las diversas propiedades mencionadas al inicio del párrafo para indagar por el tipo de material, estructura y las modificaciones que sufre en relación con el compuesto puro. Este sistema se estudió debido a su importancia tecnológica, sus aplicaciones en nuevos dispositivos electrónicos y su uso en espintrónica. / Abstract. This master’s thesis presents the results of the study by DFT of the electronic, magnetic and structural properties of the Ga1−xCrxAs, given that this material has been found to make substitutions of one atom of Ga by one of Cr in the network, it displays magnetic properties, pure there. First working with Gallium Arsenuro in its clean structure: GaAs, determine its characteristics, constant network and type of material. It then generates a vacancy of Ga, GaAsVGa, for the above analysis, the pure structure. Also a vacancy of As in compound GaAsVAs, was created to compare variations that exhibit their properties when the vacancies are of different atoms. Substitution of an atom of Ga by one of Cr, Ga1−xCrxAs, for different concentrations of Cr will be made and analyzed the changes introduced under the above mentioned structures. Finally is the replacement of one atom of Ga by one of Cr and simultaneously generates a vacancy of Ga, Ga1−xCrxAsVGa; the previous structure was also works but generating the vacancy of As, Ga1−xCrxAsVAs for the respective comparisons, the previous analyses are made to study what structure is energetically more favorable. Each of them presents various properties mentioned at the beginning of the paragraph to inquire by the type of material, structure and the adjustments which suffers under the pure compound. This system was studied due to its technological importance, its applications in new electronic devices and their use in spintronics.