Optimización y caracterización de las propiedades estructurales y electrónicas del compuesto V5Si3: un estudio DFT
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2013-09-19
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Descripción
El propósito de este trabajo de grado, es estudiar algunas propiedades estructurales y electrónicas de cristales poliatómicos, partiendo de los elementos V, Si, finalizando con la aleación V5Si3, haciendo uso de la teoría cuántica y métodos de aproximación para el análisis del problema de muchos cuerpos en relación a los avances teóricos y experimentales reportados en la literatura. Los resultados obtenidos mediante la DFT (Density Functional Theory) y el cálculo de bandas de energía, confirman el carácter metálico-conductor del siliciuro V5Si3 y de su estructura hexagonal compacta reportada en la literatura y se compara con la estructura tetragonal. Los fundamentos teóricos y experimentales que soportan los cálculos de propiedades estructurales y electrónicas se configuran en cuatro capítulos, iniciando con los fundamentos matemáticos y físicos de la teoría de grupos. Luego, se analiza el comportamiento de los electrones en los cristales, haciendo énfasis en la diferencia entre el espacio real y el espacio “k”, analizando también el modelo de aproximación de Kronig-Penney, y el proceso de elaboración de bandas a partir de éste. Seguido se muestran algunos métodos aproximados de solución para la ecuación de Schroedinger para muchos cuerpos haciendo énfasis en el método DFT (Density Functional Theory). Finalizando así con la descripción detallada de los cálculos computacionales realizados para determinar las propiedades estructurales y electrónicas de los elementos V, Si y la aleación V5Si3 en sus fases de cristalización natural, y haciendo uso de la DFT (Density Functional Theory) que implementa el software Wien2K; y luego describir las conclusiones generales.
Resumen
The purpose of this work is to study some structural and electronic properties of polyatomic crystals, starting with the elements V, Si, ending with the V5Si3 alloy, making use of quantum theory and approximation methods for the analysis of the problem of many Bodies in relation to the theoretical and experimental advances reported in the literature. The results obtained by the DFT (Density Functional Theory) and the calculation of energy bands, confirm the metallic-conductive character of the silicon V5Si3 and its compact hexagonal structure reported in the literature and compared with the tetragonal structure.
The theoretical and experimental foundations that support the calculations of structural and electronic properties are configured in four chapters, beginning with the mathematical and physical foundations of group theory. Then, the behavior of the electrons in the crystals is analyzed, emphasizing the difference between the real space and the "k" space, also analyzing the Kronig-Penney approximation model, and the process of making bands from East. Here are some approximate solution methods for the Schroedinger equation for many bodies with an emphasis on the DFT (Density Functional Theory) method. Finally, the detailed description of the computational calculations made to determine the structural and electronic properties of the V, Si and V5Si3 alloys in their natural crystallization phases, and using the DFT (Density Functional Theory) implemented by the software Wien2K; and then describe the general conclusions.
Palabras clave
DFT, Bandas, Siliciuros, Vanadio