Adsorção de moléculas de As2 sobre as superfícies de GaAs (001): {Te, Se e S} e a formação das interfaces GaAs/Te/InAs e GaAs/Si(Ge) /AlAs - Miwa, Roberto Hiroki (1997)
Neste trabalho apresentamos um estudo teórico da ação surfactante do Te no crescimento epitaxial do InAs sobre o GaAs (001). Os cálculos foram feitos dentro da teoria do funcional densidade com a aproximação de densidade local, e utilizando-se pseudopotenciais ab initio com conservação da norma. Os resultados indicam que a interdifusão do Te, para a superfície de crescimento, reduz a energia livre do sistema, o que está de acordo com a ação surfactante do Te. Porém verificamos, baseado num processo de troca As <-> Te entre primeiros vizinhos, que parte do Te fica preso na interface GaAs/In-As, dando origem à uma interface GaAs/Te/InAs com meia monocamada de Te, também confirmando resultados experimentais. Calculamos da energia de formação da interface GaAslTef InAs, e os resultados indicam que esta estrutura é energeticamente instável quanto à segregação de fase. Por outro lado, uma interface formada por uma monocamada de In-As sobre o GaAs (001), tem a sua energia de formação reduzida, devido à presença do Te. Também verificamos que o Te evita a formação de aglomerados de As na superfície de crescimento, por meio de uma interação repulsiva entre os dímeros de As adsorvidos sobre o Te. Calculamos os mesmos processos de adsorção e troca do As2 sobre o GaAs (001) terminado em Ga, e coberto por uma monocamada de outros elementos da coluna VI, o Se e o S. Os nossos resultados indicam que a adsorção do As2 é um processo exotérmico, porém a troca As <-> {Se, S} não é energeticamente favorável. Quanto a estrutura eletrônica da interface GaAs/Te/ InAs, para uma concentração de meia monocamada de Te, determinamos a descontinuidade da faixa de valência, \"valence-band-offset\" (VBO), e a estrutura de faixas de energia. Utilizando-se os mesmos procedimentos de cálculo e dentro do estudo de interfaces, estudamos a dependência do VBO da interface GaAslAlAs, com a inclusão de uma monocamada de ,Si ou de Ge na região da interface, bem como a dependência do VBO com a ordem de crescimento dos materiais. Verificamos que o aumento do VBO, quando o GaAs é depositado sobre o AlAs (001), é devido à ocupação pelo Si (Ge) de sítios de As ligado às camadas de GaAs da interface. De forma análoga, a redução do VBO quando o AlAs é depositado sobre o GaAs (001), é devido à ocupação pelo Sz (Ge) de sitios de As ligados às camadas de AlAs da interface.