Variación de la brecha de energía electrónica del fosforeno con el número de capas, campo eléctrico externo y presión

Abstract

Esta investigación se realiza con el fin de caracterizar el fosforeno multicapa con efectos externos por medio de la teoría del funcional de la densidad (DFT). Esto se hace para encontrar la brecha de energía electrónica de manera teórica. Para obtener estos valores de brecha electrónica se hace uso del paquete SIESTA ("Spanish Initiative for Simulations with Thousands of Atoms"). Se calculan valores de la brecha de energía para los sistemas de múltiple lámina apilada de fosforeno, el sistema 3D del fósforo negro, el sistema de múltiples capas con campo eléctrico, y el fosforeno con presión tangencial. Se implementaron los funcionales GGA-PBE y VDW-DRSLL para obtener el valor de la brecha en las multiláminas. Nuestros principales resultados muestran una disminución de la brecha al aumentar el número de láminas, así como una disminución aplicando campo eléctrico externo, siendo la disminución simétrica respecto al signo de este campo. Involucrando dos o más láminas de fosforeno el material presenta una transición de semiconductor a metal y de nuevo a semiconductor. Aplicando presión tangencial uniaxial o biaxial se presenta la disminución y aumento de la brecha según se estire o comprima la lámina (Texto tomado de la fuente).

This work searches to caracterize multilayer phosphorene with external effects using Density Functional Theory (DFT). By doing so, we search to obtain the electronic breach theoretically. We shall obtain this values of electronic breach using the package SIESTA ("Spanish Initiative for Simulations with Thousands of Atoms"). We do this for the system of multiple layers of phosphorene, the 3D bulk system of black phosphorus, and the multilayer system with external electric field and tangent pressure. The implemented functionals are GGA-PBE, VDW-DRSLL and VDW-LMKLL. Our main results show the disminution of the breach when adding more layers. The breach also diminishes with external electric field, being the response symmetrical with respect to the sign of the electric field. Adding more layers combined with electric field makes the multilayered system reach a transition from semiconductor to metal to semiconductor. With the presence of external tangent pressure the response of the breach is to decrease when the layers are stretched and to increase when they are compressed. This is true when applying uniaxial or biaxial pressure.