Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Neste trabalho estudamos o problema da segregação de impurezas substitucionais
em sistemas nanoestruturados metálicos formados pela justaposição de camadas (multicamadas).
Utilizamos o modelo de ligações fortes (tight-binding) com um orbital por sítio
para calcular a estrutura eletrônica desses sistemas, considerando a rede cristalina cubica
simples em duas direções de crescimento: (001) e (011). Devido à perda de simetria do
sistema, escrevemos o hamiltoniano em termos de um vetor de onda k, paralelo ao plano,
e um ındice l que denota um plano arbitrario do sistema. Primeiramente, calculamos a
estrutura eletrônica do sistema considerando-o formado por átomos do tipo A e, posteriormente,
investigamos as modificações nessa estrutura eletrônica ao introduzirmos uma
impureza do tipo B em um plano arbitrário do sistema. Calculamos o potencial introduzido
por esta impureza levando-se em conta a neutralidade de carga através da regra
de soma de Friedel. Calculamos a variação da energia eletrônica total ΔEl como função
da posição da impureza. Como substrato, consideramos sistemas com ocupações iguais a
0.94 e 0.54 elétrons por banda, o que dentro do modelo nos permite chamá-los de Nie
Cr. As impurezas sao tambem metais de transição - Mn, Fee Co. Em todos
os casos investigados, foi verificado que a variação de energia eletrônica total apresenta
um comportamento oscilatorio em função da posição da impureza no sistema, desde o
plano superficial, até vários planos interiores do sistema. Como resultado, verificamos a
ocorrencia de planos mais favoráveis à localização da impureza. Ao considerarmos um
número relativamente grande de planos, um caso em particular foi destacado pelo aparecimento
de um batimentono comportamento oscilatório de ΔEl. Estudamos também
o comportamento da variação da energia total, quando camadas (filmes) são crescidas
sobre o substrato e uma impureza do mesmo tipo das camadas é colocada no substrato.
Levamos em conta a diferença de tamanho entre os átomos do substrato e os átomos dos
filmes. Analisamos ainda a influência da temperatura sobre o comportamento oscilatório
da energia total, considerando a expansão de Sommerfeld. / In this work we study the problem of substitutional impurity segregation in metallic
nanostructured systems consisting of juxtaposition of layers (multilayer). Using a
single band tight-binding model we calculate the electronic structure of these systems,
considering a simple cubic lattice in two growth directions: (001) and (011). Due to
the loss of symmetry of the system, the Hamiltonian is written as a function of a wave
vector k parallel to the plane, and an index l which denotes an arbitrary plane of the
system. Firstly, we calculate the electronic structure of the system with atoms of type
A and investigate the changes in the electronic structure when an impurity of type B is
introduced in an arbitrary plane of the system. We calculate the potential introduced
by this impurity taking into account the charge neutrality through the Friedel sum rule.
We also calculate the total electronic energy variation ΔEl as a function of the impurity
position. As a substrate we consider systems with occupations equal to 0.94 and 0.54 per
band, simulating Niand Crsystems in our model. The impurities are also transition
metals - Mn, Feand Co. In all investigated cases, it was verified that the variation
of the total electronic energy presents an oscillatory behavior that depends on the position
in which the impurity is placed, from the surface plane up to several inner planes of the
system. As a result, in all cases it has been verified the occurrence of more favorable
planes to the location of impurity. When considering a relatively large number of planes,
one case in particular drew attention by a remarkable beatingon the oscillatory behavior
of ΔEl. We also study the behavior of the total electronic energy variation, when
layers (films) are grown up on the substrate and an impurity of the same type of the
layers is placed in the substrate. In our model calculation, a difference between the size
of the atoms of the substrate and the film is taken into account. We also investigate the
influence of temperature on the total electronic energy oscillatory behavior, considering
the Sommerfeld expansion.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:BDTD_UERJ:oai:www.bdtd.uerj.br:2936 |
| Date | 20 July 2012 |
| Creators | Danielle Gonçalves Teixeira |
| Contributors | Augusto Cesar de Castro Barbosa, Marcus Vinícius Tovar Costa, Carlos Antonio de Moura, Alexandre Lopes de Oliveira |
| Publisher | Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Programa de Pós-graduação em Ciências Computacionais, UERJ, BR |
| 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:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ, instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro, instacron:UERJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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