Cálculo de la estructura electrónica de la superred (GaN)4(RuN)4. (Calculation of the Electronic Structure of (GaN)4(RuN)4 Superlattice.)

Abstract

Resumen

Se investigaron las propiedades estructurales y electrónicas de la superred de periodo corto (GaN)4(RuN)4
calculadas en estructura wurtzita con orientación (0001), usando un cálculo de primeros principios dentro de
la DFT (Density Functional Teory). Se utilizó el método FP-LAPW (Full Potential Linearized Augmented
Plane Waves), como fue implementado en el código WIEN2k. Los efectos correlación e intercambio
fueron tratados usando la GGA (Generalized Gradient Approximation) de Perdew, Burke y Ernzerhof. Para
determinar los mejores parámetros en estructura wurtzita se optimizó la energía total como una función:
i) el volumen de la celda unitaria, ii) la razón c/a y iii) la coordenada z de los átomos de Ga y Ru. Se
hace un estudio detallado de la densidad de estados y estructura de bandas, se encontró que la superred
(GaN)4(RuN)4 presenta un comportamiento metálico. En el nivel de Fermi, la contribución a la densidad de
estados se debe principalmente a los orbitales atómicos d de Ru.

Abstract

In this work, we investigate the structural and electronic properties of short-period (GaN)4(RuN)4 superlattice, calculated in wurtzite structure with (0001) orientation, using a first-principles calculations within Density Functional Theory (DFT). We employed the Full Potential Linearized Augmented Plane Waves (FP-LAPW) method, as implemented in the WIEN2k code. The exchange and correlation effects were treated using the Generalized Gradient Approximation (GGA) of Perdew, Burke y Ernzerhof. In order to determine the best parameters in the wurtzite structure, we have optimized the total energy as a function of: i) the unit cell volume, ii) the c/a ratio and iii) z-coordenate of Ga and Ru atoms. A detailed study of the states density and the bands structure is carried out. It was found that (GaN)4(RuN)4 superlattice, presents a metallic behavior. At Fermi level, the states density contribution is due to d-like atomic orbitals of Ru.