Προσομοιώσεις και μοντέλα νανονημάτων και διεπιφανειών ημιαγωγικών ενώσεων της ομάδας ΙΙΙ-νιτριδίων
Creators: name: Ζαχαρόπουλος, Μάριος Ζαχαρία
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Νιτρίδια
Νανονήματα
Διεπιφάνειες
Nitrides
Nanowires
Interfaces

description: Οι ημιαγωγικές ενώσεις ΙΙΙ – νιτριδίων, διαθέτουν μοναδικές ιδιότητες που τα καθιστούν κατάλληλα υλικά για την υλοποίηση τεχνολογικών εφαρμογών στην μικρο και οπτο-ηλεκτρονική. Στόχος της έρευνας είναι η βελτιστοποίηση της απόδοσης και της αξιοπιστίας των παραγόμενων διατάξεων. Η χρήση χαμηλοδιάστατων νανοδομών, όπως τα κβαντικά φρέατα (quantum wells, QWs), τα νανονήματα (nanowires, NWs) και οι κβαντικές τελείες (quantum dots, QDs) και οι νέες δυνατότητες που προσφέρουν αποτελούν την οδό για την επίτευξη αυτού του στόχου. Η κρυσταλλική δομή ενός υλικού καθορίζει την δομή των ενεργειακών ζωνών και κατ’ επέκταση τις οπτικές και ηλεκτρικές ιδιότητες, ως εκ τούτου η μελέτη των δομικών ιδιοτήτων αυτών των συστημάτων αποτελεί το πρώτο βήμα για την κατανόηση των ιδιοτήτων τους. Η παρούσα διπλωματική εργασία διαπραγματεύεται την μοντελοποίηση ατομιστικών προτύπων νανονημάτων (nanowires, NWs) και διεπιφανειών (interfaces) ημιαγωγικών ενώσεων της ομάδας ΙΙΙ-νιτριδίων, και την χρήση προσομοιώσεων κλασσικής μοριακής δυναμικής με σκοπό την μελέτη του πεδίου παραμόρφωσης μέσα σε αυτά τα συστήματα. Πιο συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκαν: (i) η μελέτη της επίδρασης του σχήματος της εγκάρσιας διατομής και της διαμέτρου (επίδραση ελεύθερων επιφανειών) στην συνολική ενέργεια συστημάτων GaN NWs, (ii) ο υπολογισμός ενέργειας των ελευθέρων επιφανειών τύπου m- και a-plane στο GaN, (iii) η μελέτη αλληλεπίδρασης επιφανειών (ενέργεια ακμών) σε συστήματα GaN NWs (iv) η μελέτη του νόμου του Vegard σε bulk σύστημα InxGa1-xN και (v) η μελέτη της επίδρασης των διαφόρων τύπων παραμόρφωσης και της συγκέντρωσης ινδίου στην ενέργεια συστημάτων InxGa1-xN nanodisks σε GaN NWs
description: Τhe III - nitrides semiconducting compounds exhibit unique properties that are required in the field of micro- and optoelectronics. Great research has been done towards the optimization of the efficiency and lifetime of the devices. The use of low dimension III-nitride nanostructures, i.e quantum wells (QWs), nanowires (NWs), quantum dots, in the manufacturing of these devices, is the latest trend for achieving this. The study of the structural properties of these systems is of utmost importance, since optical and electrical properties depend on the structure. The purpose of this thesis is to investigate the morphology and strain fields of III - nitrides semiconductor nanowires (NWs) and heteroepitaxial interfaces, by molecular dynamics simulations. Specifically, we study: (i) the influence of the shape and the diameter on the total energy of GaN NWs - surface effect on total energy, (ii) the surface energy of m- and a-plane GaN surfaces, (iii) the interaction between the surfaces of GaN NWs, (iv) the validity of the Vegard law in bulk InxGa1-xN systems and (v) the effect of various types of strain and Indium concentration on total energy of GaN NWs systems, with InxGa1-xN nanodisks.
description: Σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκρενόμπλ (Γαλλία), το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, και το CNRS (Centre National de la Researche Scientifique, Γαλλία)