Alumna investigadora: Carmen Martín Valderrama
Estudios: Grado en Físicas. Facultad de Ciencias. Departamento de Electricidad y Electrónica
Profesor/tutor: Iván Santos Tejido
Resumen del proyecto:
Este proyecto se ha realizado en el Grupo de Modelado Multiescala de Materiales (https://www.ele.uva.es/~mmm/index.html) del Departamento de Electricidad y Electrónica de la Universidad de Valladolid.
El objetivo de este trabajo es estudiar a través de simulaciones computacionales la correlación entre las características estructurales del silicio amorfo y sus propiedades vibracionales. Asimismo, se presentan algunos de los modelos existentes para poder obtener la señal Raman del silicio amorfo a partir de sus modos normales de vibración, y se comparan las señales Raman calculadas con medidas experimentales existentes en la literatura.
Objetivos alcanzados:
- Obtener la densidad de fonones del silicio amorfo.
- Correlacionar las características estructurales del silicio amorfo con sus propiedades vibracionales.
- Entender cómo poder modelar la señal Raman del silicio amorfo a partir de sus modos normales de vibración.
Sectores de aplicación:
Los semiconductores no cristalinos han ganado gran importancia tecnológica en los últimos años gracias a sus propiedades físicas específicas y a métodos de producción relativamente sencillos. El silicio amorfo es ampliamente utilizado en aplicaciones fotovoltaicas, pero la presencia de defectos en su estructura limita la eficiencia de los dispositivos fabricados . Para poder controlar la presencia de defectos y sus efectos en los dispositivos es necesario poder determinar su concentración mediante técnicas como la dispersión Raman. Pero correlacionar las señales experimentales con detalles a nivel atómico es complejo, y los resultados de este proyecto intentan ayudar en esa tarea.
Metodología empleada:
Para la realización de este Proyecto de Colaboración se utilizaron una serie de muestras obtenidas a partir del enfriamiento del silicio líquido mediante simulaciones de dinámica molecular. Se ha usado durante todo el trabajo el potencial empírico de Tersoff para modelar las interacciones entre los átomos. También se ha usado el programa de dinámica molecular LAMMPS para calcular las fuerzas a las que están sometidos los átomos en las muestras consideradas, información utilizada para calcular la matriz dinámica y los modos normales de vibración a partir de su diagonalización. Finalmente, se utiliza el modelo de polarizabilidad de los enlaces para calcular el espectro Raman de las muestras.
