Estructura electrónica e interacciones hiperfinas de impurezas en semiconductores

Abstract

La presente tesis se origina en la posibilidad de alcanzar una mejor comprensión microscópica y teórica del comportamiento de semiconductores-dopados en presencia de H, por medio de una versión de FPLMTO21 que ha mostrado ser eficiente en la evaluación de fonones y parámetros hiperfinos. La utilización del ¹¹¹Cd como átomo sonda PAC en semiconductores covalentes y los estudios experimentales realizados sobre Cd-H:Si hacen de éste un prototipo del problema del hidrógeno formando complejos con impurezas aceptoras. Por tanto en este trabajo se propone: 1) Describir, mediante un estudio de primeros principios usando el full potential linear muffin tin orbital method (FPLMTO), las propiedades electrónicas del estado fundamental del Cd como impureza en silicio. Este estudio además de caracterizar al Cd en silicio de gran utilidad para PAC, por sus parámetros favorables para el estudio de la interacción cuadrupolar, reviste un interés adicional. El Cd actúa como un doble aceptor silicio, por lo tanto su comportamiento podría ser representativo de otros dobles aceptores del Grupo IIB Estos están bien caracterizados en Ge por el grupo de E.Haller (Berkeley) no así en Si. 2) Estudiar la impureza Cd formando complejos con hidrógeno en silicio (Cd-H:Si). Hallar las configuraciones de equilibrio locales, obtenidas con el H ubicado tanto en regiones de alta como de baja densidad electrónica. Obtener las frecuencias de vibración de algunos modos locales Predecir el gradiente de campo eléctrico y la constante de acoplamiento cuadrupolar en el sitio del Cd, en cada una de las configuraciones de energía mínima encontradas. Corroborar las configuraciones geométricas propuestas en los trabajos experimentales.