Effect of Dimensionality and Polymorphism on the properties of ZnO
[cat] El treball de recerca desenvolupat en aquesta tesi es centra en ZnO, un dels semiconductors de tipus II-VI amb un ampli ventall d’aplicacions. En les estructures (ZnO)n suportades, s’observa que la presència del suport afecta l’ordre d’estabilitats dels mateixos però de manera molt més dràstic...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2014 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/57065 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/57065 http://hdl.handle.net/10803/277286 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Òxid de zinc Polimorfisme (Cristal·lografia) Pel·lícules fines Nanotecnologia Zinc oxide Polymorphism (Crystallography) Thin films Semiconductors Nanotechnology |
| Sumario: | [cat] El treball de recerca desenvolupat en aquesta tesi es centra en ZnO, un dels semiconductors de tipus II-VI amb un ampli ventall d’aplicacions. En les estructures (ZnO)n suportades, s’observa que la presència del suport afecta l’ordre d’estabilitats dels mateixos però de manera molt més dràstica afecta selectivament les estructures bidimensionals (2D) que, a partir d’una certa grandària, en fase gas són menys estables que les tridimensionals (3D). Els càlculs per a la làmina 2D-ZnO aïllada interaccionant amb l’hidrogen proporcionen una forta evidència per a la formació d’un estat d’enllaços multi-centres de baixa energia quan passa a través de l’anell de Zn3O3 de la làmina 2D-ZnO, permetent així de forma relativament fàcil el transport d’hidrogen a través de la làmina. Quan canviem a models amb illes mes grans, observem reconstruccions estructurals a l’interior i sota l’illa formada per una nova capa incompleta. L’interior de les illes triangulars adopta estructura WZ i esta rodejada per vores amb estructures BCT i cantonades amb estructura T1. S’ha observat que aquests models presenten en un millor acord estructural amb les dades experimentals per el cas de les lamines formades per 2.7 ML que no pas respecte als models que assumeixen una estructura purament grafítica o purament WZ. Hem generat un ampli rang de polimorfs de ZnO basats en lamines hexagonals inspirades en l’enumeració de les seves xarxes subjacents característiques i evaluant l’estabilitat del sòlid “bulk” i les nano-lamines d’aquestes estructures mitjançant calculs ab initio. Hem observat un ampli polimorfisme d’estructures de baixa energia en les nano-lamines amb un ordre d’estabilitat totalment diferent al del sòlid “bulk”. A partir d’aquestes bases generals hem pogut tenir un millor coneixement de les transicions estructurals observades durant el creixement epitaxial i les prediccions d’estabilitat de les nano-lamines en variar-ne el gruix i la pressió exercida. Hem conclòs els nostres resultats explicant que la nanoporositat està inextricablement connectada tant amb la Erel com amb el ΔEgap i hem predit que la nanoporositat pot induir un increment en el band gap de fins a ~1.5 eV relatius a la wurtzita ZnO. Comprovant també la generalitat d’aquest fenomen, pe’l CdS i pel CdSe suggerim que la nanoporositat pot ser emprada com un mètode genèric d’enginyeria de band gap per materials funcionals morfològicament i electrònicament. |
|---|