[ca] Ovonic Threshold Switching (OTS) és un fenomen no lineal de corrent-voltatge que es dona en certs materials amorfs. Recentment, els dispositius selectors OTS basats en compostos calcogenurs s'han integrat amb èxit a les innovadores memòries de canvi de fase (CRAM) en forma de commutadors de barres creuades 3D. El selector controla l'accessibilitat i la qualitat de la transmissió de dades dins i fora de tota la cèl·lula de memòria. Els compostos a-GexSe1-x es troben entre els més prometedors per a aquesta aplicació. Per al disseny i l'optimització d'aquests materials és indispensable comprendre'n les propietats electròniques i les característiques estructurals relacionades. Aquest treball aborda alguns dels problemes més significatius relacionats amb la modelització per Primers Principis dels materials amorfs. S'han utilitzat mètodes basats en la teoria del funcional de la densitat (DFT) per aconseguir caracteritzar les propietats estructurals i electròniques del a-GexSe1-x no dopat i dopat. Hem desenvolupat un model estructural realista del a-GexSe1-x fent ús de la teoria del funcional de la densitat. A partir d'aquesta, s'ha generat una sèrie de a-GexSe1-x amb una àmplia llista d'estequiometries (x = 0,4, 0,5, 0,6) i dopants (Si, As, P, S, Te) en diverses concentracions (1%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%) utilitzant el mètode de fusió i refredament ràpid. Per a cada mostra, hem analitzat les propietats estructurals i electròniques. Es determina quina és la relació d'aquestes amb les propietats estructurals dels estats localitzats dins del mobility gap. Els nostres resultats indiquen que es detecten clústers de Ge o Se en estructures riques en Ge o Se, respectivament; les estructures riques en Ge tendeixen a presentar un número de coordinació més gran, oposadament al cas de les estructures riques en Si. S'han trobat primeres capes de veïns Ge-Se ben definides, similars a l'enllaç Ge-Se en l'estructura cristal·lina de GeSe. Hem analitzat les propietats electròniques, incloent-hi la inversa de la ràtio de partició i la densitat d'estats. També hem analitzat la correlació entre les seves característiques més rellevants i l'estructura microscòpica dels nostres models. Hem trobat que el mobility gap és molt sensible a la composició al voltant del compost estequiomètric GeSe, i en particular, que disminueix amb la concentració de Ge, fins al punt de tornar-se essencialment metàl·lica ja per a x = 0,6. S'han determinat els motius estructurals en l'origen dels estats localitzats en el mobility gap. Específicament, s'ha trobat que els estats localitzats es deuen predominantment als enllaços Se-Se i a una contribució menor dels parells solitaris de Se i dels tetraedres. Aquestes configuracions d'enllaç són a l'origen dels estats de cua de la banda de conducció i valència, que condueixen a la conducció no lineal en OTS. La mostra a-Ge0.6Se0.4 és metàl·lica. Addicionalment, hem generat i estudiat l'estructura de tres compostos a-GexSe1-x en presència de diferents dopants (Si, As, P, S, Te) amb diverses estequiometries (x = 0,4, 0,5, 0,6) i diverses concentracions (1%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%). Els dopants es comporten de manera similar als seus ions hostes, amb algunes diferències subtils. Hem trobat un nou tipus de motiu, el germanium tetrachalcogenide cubane, que indica la presència d'acoblaments estructuralment ordenats en materials desordenats. S'ha explorat l'origen estructural de l'estat localitzat. En tots els dopants, el Ge bicoordinat i pentacoordinat generen estats localitzats. Pel a-GexSe1-x dopat amb Si i pnictògens, observem la presència d'un estat de defecte originat pel dopatge substitucional. En el dopatge amb calcogenurs, els parells solitaris de calcogenurs, els enllaços homopolar i el parell d'alternança de valència generen estats localitzats. Els resultats obtinguts proporcionaran pautes per millorar el rendiment de commutació de memòria de a-GexSe1-x.

[es] Ovonic Threshold Switching (OTS) es un fenómeno no lineal de corriente-voltaje que ocurre en ciertos materiales amorfos. Recientemente, los dispositivos selectores OTS basados en compuestos calcogenuros se han integrado con éxito en las innovadoras memorias de cambio de fase (CRAM) en forma de conmutadores de barras cruzadas 3D. El selector controla la accesibilidad y la calidad de la transmisión de datos dentro y fuera de cada célula de memoria. Los compuestos a-GexSe1-x se encuentran entre los más prometedores para esta aplicación. Para el diseño y la optimización de estos materiales, es indispensable comprender sus propiedades electrónicas y las características estructurales relacionadas. Este trabajo aborda algunos de los problemas más significativos relacionados con la modelización por Primeros Principios de materiales amorfos. Se han utilizado métodos basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT) para caracterizar las propiedades estructurales y electrónicas del a-GexSe1-x no dopado y dopado. Hemos desarrollado un modelo estructural realista del a-GexSe1-x utilizando la teoría del funcional de la densidad. A partir de este modelo, se ha generado una serie de a-GexSe1-x con una amplia lista de estequiometrías (x = 0,4, 0,5, 0,6) y dopantes (Si, As, P, S, Te) en diversas concentraciones (1%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%) utilizando el método de fusión y enfriamiento rápido. Para cada muestra, hemos analizado las propiedades estructurales y electrónicas. Se ha determinado cuál es la relación entre estas y las propiedades estructurales de los estados localizados dentro del mobility gap. Nuestros resultados indican que se detectan cúmulos de Ge o Se en estructuras ricas en Ge o Se, respectivamente; las estructuras ricas en Ge tienden a presentar un número de coordinación más alto, en contraste con las estructuras ricas en Si. Se han encontrado primeras capas de vecinos Ge-Se bien definidas, similares al enlace Ge-Se en la estructura cristalina de GeSe. Hemos analizado las propiedades electrónicas, incluyendo la inversa de la razón de partición y la densidad de estados. También hemos analizado la correlación entre sus características más relevantes y la estructura microscópica de nuestros modelos. Hemos encontrado que el mobility gap es muy sensible a la composición alrededor del compuesto estequiométrico GeSe, y en particular, que disminuye con la concentración de Ge, hasta el punto de volverse esencialmente metálico ya para x = 0,6. Se han determinado los motivos estructurales en el origen de los estados localizados en el mobility gap. Específicamente, se ha encontrado que los estados localizados se deben predominantemente a los enlaces Se-Se y a una menor contribución de los pares solitarios de Se y los tetraedros. Estas configuraciones de enlace son el origen de los estados de cola de la banda de conducción y valencia, que conducen a la conducción no lineal en OTS. La muestra a-Ge0.6Se0.4 es metálica. Adicionalmente, hemos generado y estudiado la estructura de tres compuestos a-GexSe1-x en presencia de diferentes dopantes (Si, As, P, S, Te) con varias estequiometrías (x = 0,4, 0,5, 0,6) y diversas concentraciones (1%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%). Los dopantes se comportan de manera similar a sus iones huéspedes, con algunas diferencias sutiles. Hemos encontrado un nuevo tipo de motivo, el germanium tetrachalcogenide cubane, que indica la presencia de acoplamientos estructuralmente ordenados en materiales desordenados. Se ha explorado el origen estructural del estado localizado. En todos los dopantes, el Ge bicoordinado y pentacoordinado generan estados localizados. Para el a-GexSe1-x dopado con Si y pnictógenos, observamos la presencia de un estado de defecto originado por el dopaje sustitucional. En el dopaje con calcogenuros, los pares solitarios de calcogenuros, los enlaces homopolares y el par de alternancia de valencia generan estados localizados. Los resultados obtenidos proporcionarán pautas para mejorar el rendimiento de conmutación de memoria de a-GexSe1-x.