Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work we present the results of the study of thermal stability of silicon
nanowires (SiNWs), carried out by computational simulation using Monte Carlo
methods. The study focuses on cylindrical nanowires grown in the [001], [110] and
[111] directions with diameters up to 6nm. For the case of nanowires in the [001]
direction, hollow structures have been studied. These hollow structures present a fixed 5nm external diameter and variable internal diameters. Hydrogen passivated
nanowires, grown in the [111] direction, have also been studied. The Tersoff potential
has been inplemented to describe the Si-Si and Si-H interactions. For the nonpassivated
nanowires, the calculations show that the nanowires grown in the [110]
direction are the most stable ones, with the nanowires grown in the [001] direction
being determined to melt at the lower temperatures. Passivated nanowires, grown
at [111] direction, are seen to melt at lower temperatures when compareted to the
non-passivated nanowires with similar diameters and grown at the same direction.
A fit of the melting temperatures, as a function of the diameter of the nanowires,
show that the surface to bulk ratio has a great influence on the melting temperature
of the Si nanowires. This study was performed using the "mcsim"code, by Prof. Dr.
Ricardo Andreas Sauerwein, of the Santa Maria Federal University. / Neste trabalho apresentamos os resultados do estudo da estabilidade térmica de nanofios de silício (SiNWs), feito por meio de simulação computacional, através do
método Monte Carlo. O estudo aborda nanofios com direções de crescimento [001],
[110] e [111] em diâmetros de até 6 nm. Para o caso dos nanofios na direção [001]
estudou-se também nanofios de silício ocos (nanotubos cristalinos) de diâmetro externo
5 nm e diâmetro interno variável. Estudou-se ainda nanofios de Si na direção
[111], saturados com hidrogênio na superfície. No programa usado para realizar o
estudo, fez-se uso do potencial de Tersoff, com os parâmetros para a descrição do
silício e do hidrogênio, no caso dos nanofios saturados com H. Para o caso dos nanofios não saturados, determinou-se que os nanofios crescidos ao longo da direção [110]
são térmicamente mais estáveis, sendo os nanofios na direção [001], os que apresentaram
ponto de fusão a mais baixas temperaturas. Para a direção de crescimento
[111], analizados os nanofios saturados e não saturados, verificou-se que os nanofios saturados com H apresentaram ponto de fusão em temperaturas mais baixas,
comparativamente aos nanofios de mesmo diâmetro não saturados. As curvas de
dados foram ajustadas com o algoritmo de extrapolação para redes finitas. O ajuste
mostra que a razão áera volume dos nanofios tem grande influencia na temperatura
de fusão dos SiNWs. Este estudo foi realizado com o programa mcsim (Monte
Carlo Simulation), feito pelo Prof. Dr Ricardo Andreas Sauerwein, na Universidade
Federal de Santa Maria.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/9174 |
| Date | 25 June 2006 |
| Creators | Rigo, Vagner Alexandre |
| Contributors | Piquini, Paulo Cesar, Schelp, Luiz Fernando, Dalpian, Gustavo Martini |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Física, UFSM, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100500000006, 400, 500, 500, 300, 300, fd6922d3-ec6f-44ef-947e-a60a90ff9691, 1a89e6ea-aabd-4861-9261-948cce9468e1, 7026c2eb-923e-4779-9b3f-ee0b98fb548d, dc2c151a-9d82-46a6-b9a7-82671061ea06 |
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