Using the Heyd-Scuseria-Ernzherof (HSE06) hybrid functional method along with photoluminescence experimental measurements, we analyze the properties of intrinsic defects such as vacancies, interstitials, antisites, and common complexes. By using configurational coordinate diagrams, we estimate the likelihood of defects to be radiative or non-radiative. Our calculations show that gallium vacancies exhibit a large magnetic moment in the neutral charge state and are most likely non-radiative. We also investigate the correlation between the observed infrared PL bands created in 2.5 MeV electron-irradiated GaN samples and the formation of native defects. It is found that gallium-nitrogen divacancies are possible sources of the broad PL band peaking at 0.95 eV while interstitial gallium is likely to be responsible for the narrow infrared PL band centered around 0.85 eV, with a phonon fine structure at 0.88 eV. In addition to native defects, we also investigate the blue luminescence band (BL2) peaking at 3.0 eV that is observed in high-resistivity GaN samples. Under extended ultraviolet (UV) light exposure, the BL2 band transforms into the yellow luminescence (YL) band with a maximum at 2.2 eV. Our calculations suggest that the BL2 band is related to a hydrogen-carbon defect complex, either CNON-Hi or CN-Hi. The complex creates defect transition level close to the valence band, which is responsible for the BL2 band. Under UV illumination, the complex dissociates, leaving as byproduct the source of the YL band (CNON or CN) and interstitial hydrogen. In conclusion, theoretical predictions of thermodynamic and optical transitions of defects in GaN via the HSE06 method, are found to be within less than 0.2 eV when compared to experiment. Hence the HSE formalism is a powerful tool for the identification and characterization of defects responsible for observed PL bands in GaN.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 5206307 bytes, checksum: 032db8e5ad423ee5a0fc6cfc786bd065 (MD5) Previous issue date: 2012-09-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present study describes a theoretical and experimental analysis of the Prototype 01, this being an absorption refrigeration machine of simple effect with the pair water-lithium bromide as a working fluid and uses natural gas as an energy source for the steam generator, aiming the simulation of waste heat cogeneration. The unit has been developed and constantly improved in Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste do Gás Natural RECOGÁS-N/NE building present in Instituto de Energia Sustentável (IES) at the Universidade Federal da Paraíba. This unit has a carbon steel frame, using a stainless steel pipe. One goal of the study is an approximation of the results obtained experimentally in this study with the theoretical results for SANTOS (2005). In order to purpose validation was used Engineering Equation Solver (EES) software to obtain the properties, especially those inherent to the working fluid, using input data obtained experimentally. Still aims to expose inherent and unique aspects of an essentially experimental work, which will be addressed experimental methodology applied by the use of the materials used, the discussions regarding aspects of construction and operation of the unit, problems identified, interventions in the pilot plant and finally proposing solutions to some of the observed problems. / O presente estudo descreve uma análise teórico-experimental do Protótipo 01, este sendo uma máquina de refrigeração por absorção de simples efeito com o par água brometo de lítio como fluido de trabalho e que utiliza gás natural como fonte energética para o gerador de vapor, visando a simulação de cogeração de rejeitos térmicos. A unidade vem sendo desenvolvida e constantemente aperfeiçoada no prédio da Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste do Gás Natural RECOGÁS-N/NE, presente no Instituto de Energia Sustentável (IES) da Universidade Federal da Paraíba. Tal unidade possui uma estrutura de aço carbono, utilizando uma tubulação de aço inoxidável. Um dos objetivos do estudo visa uma aproximação dos resultados obtidos experimentalmente neste estudo com os resultados obtidos teoricamente por SANTOS (2005). Para efeito de validação, foi utilizado o software Engineering Equation Solver (EES) para a obtenção das propriedades, principalmente as inerentes ao fluido de trabalho, utilizando-se dados de entrada obtidos experimentalmente. Ainda visa-se expor aspectos inerentes e exclusivos de um trabalho essencialmente experimental, onde será abordada a metodologia experimental aplicada com o uso dos materiais utilizados, as discussões em relação aos aspectos construtivos e de funcionamento da unidade, problemas detectados, intervenções realizadas na unidade piloto e, por fim, a proposição de soluções de alguns dos problemas observados.

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2486004 bytes, checksum: 58c7f8984b6313c965d4ab70e1483555 (MD5) Previous issue date: 2010-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present paper describes an theoretical-experimental study of an double effect absorption refrigeration machine in series that uses the waste heat from the exhaust fumes of an internal combustion engine as an energy source for the steam generator. Stress that the machine being used was designed and built on the premises of the Federal University of Paraíba in the Institute of Sustainable Energy and recog-IES laboratory, Cooperative Research Network North / Northeast Natural Gas. This study aims to describe the constructive aspects of a pilot plant with cooling capacity of around 0.5 TR, emphasizing discussion relation to the accuracy, errors, difficulties, problems identified and solutions found during the construction processes, testing, operation, data acquisition and evaluation of the pilot plant. / O presente trabalho descreve um estudo teórico-experimental de uma máquina de refrigeração por absorção de duplo efeito em série usando o par água brometo de lítio e que utiliza o rejeito de calor proveniente dos gases de escapamento de um motor de combustão interna como fonte energética para o gerador de vapor de vapor de alta. A máquina está sendo desenvolvida nas próprias instalações da Universidade Federal da Paraíba no laboratório do Instituto de Energia Sustentável IES e RECOGÀS, Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste de Gás Natural. Este estudo visa descrever os aspectos construtivos de uma unidade piloto com capacidade frigorífica em torno de 0,5 TR, dando ênfase a discussões em relação aos acertos, erros, dificuldades obtidas, problemas identificados e soluções encontradas durante os processos de construção, testes, funcionamento, aquisição de dados e avaliação da unidade piloto. É feito também uma comparação dos dados experimentais com os resultados obtidos de um modelo termodinâmico baseado nos conceitos de energia e exergia. O código computacional é desenvolvido em plataforma EES (Engineering Equation Solver), aproveitando a facilidade de obtenção das propriedades, sobretudo, da solução água brometo de lítio.