Molecular dynamics study of diffusion of Si and deposit of C atoms on Si (001)

La superlicie (001) de silicio ha sido objeto de numerosos estudios debido a sus interesantes propiedades, que aportan al avance de la física de semiconductores y a sus aplicaciones en dispositivos microelectrónicos. Si(001) es además un buen candidato para usar como sustrato del crecimiento de capas delgadas de carbono amorfo, material que tiene una dureza comparable a la del diamante. En esta tesis se estudiaron tres problemas vinculados con esta superficie: 1. El movimiento de balanceo (flipping) de los dímeros de Si(001) y su correlación dinámica tanto en la superficie perfecta como en la presencia de defectos. El período característico del balanceo y la correlación del movimiento de dímeros vecinos fueron investigados usando el método de simulación por dinámica molecular tight-binding. Los resultados fueron corroborados en parte por cálculos de primeros principios y también comparados con los obtenidos por un modelo de Ising bidimensional. Son importantes para la interpretación de imágenes obtenidas por STM a diferentes temperaturas. 2. La estabilidad y difusión de dímeros de Si adsorbidos sobre la superficie Si(001) a temperatura alta. Se observaron diferentes caminos y mecanismos de difusión en la simulación por dinámica molecular. Los resultados se compararon con los de cálculos a 0K y con los datos experimentales obtenidos por STM disponibles en la literatura. También se estimaron las energías de activación de algunos de estos procesos. 3. El depósito de carbono sobre Si(00l), tratando de simular el experirmmto realizado en Tandar. Con este propósito se propuso un modelo tight-binding para sistemas mixtos de C y Si, a partir de los modelos conocidos para los materiales puros. Se observó la formación de una capa de SiC amorfo que sirve como interfaz para crecer sobre ella el carbono amorfo duro, y se estudiaron sus propiedades estructurales y electrónicas. En particular, se lo caracterizó por su densidad, sus funciones de distribución radiales y angulares, su orden químico y su densidad de estados electrónicos