Artikulo Baten Galderak

Preguntas y cuestiones sobre el artículo Malone et al. (Phys. Rev. B 85 (2012) 024116)

1) En el trabajo, se generan 5000 estructuras arbitrarias con 12 atomos dentro de la celda unidad, y se relajan (en el ordenador) las estructuras hasta la configuración de menor energía. ¿Que valores tienen los parametros de la celda que se utilizan en ese proceso, y cual es la razón de tomar esosvalores?

Los valores utilizados para la generación de estructuras, son los que experimentalmente lograron Zhao y sus compañeros: a = b = 7.482 A y c = 3.856 A

2) ¿En ese proceso, de que orden es el numero de “k-points” por celda unidad que se consideran en el cálculo?

El artículo cita que la red de K points utilizados por el software es una red 6 x 3 x 3, es decir que un total de 54 puntosk.

3) En el proceso indicado en 1) la estructura obtenida al final es siempre la misma. ¿Hay alguna razón para esperar eso? ¿Si se hubieran obtenido varias estructuras diferentes, que se podria deducir de ello?

Aparece solo una estructura estable porque la energia solo tiene un minimo en ese volumen.

Si aparecieran mas de una estructura estable con esos parametros de red, seriacomprensible pensar que hay mas de un minimo para ese volumen.

4) ¿Cuales son los parametros de celda de la estructura predicha en este trabajo? ¿Por que son diferentes de los que se mencionan en la pregunta 1? ¿Algo que objetar a los autores ?

Los parametros finales de la celda corresponden a una celda ortorrómbica: a = 3.872 A, b = 7.887 A y c = 6.877 A. La presion aplicada por el programa alrelajar la celda, no es del todo uniforme y acaba distorsionando la celada, pasandola de tetragonal a ortorrómbica. Dicha distorsión no cambia ni la naturaleza de los enlaces ni la simetria del solido.

5) ¿Cuantos primeros vecinos tiene cada átomo? ¿Que tipo de enlace existe entre atomos vecinos?

Cada atomo tiene 4 vecinos los cuales se distribuyen con enlaces tetraedricos distorsionados.Aunque en unos atomos exixtan dos longitrudes para los enlaces se pueden contar como iguales. Es decir, que los considerariamos atomos de la primera esfera de coordinacion, por que el siguente vecino se encuentra a una distancia mucho mayor.

6) Comparar la densidad de atomos de la estructura propuesta con la normal del Si a ambiente. ¿Tiene sentido ?

Calculando las densidades de lasdos estructuras tenemos que:

ρDiam=0.044 atomo/A3 y ρIbam=0.057 atomo/A3

Vemos que la densidad del Ibam es mas grande. Eso es muy logico, ya que para lograr esa estuctura hay que poner el silicio bajo presion, es decir que acercando las moleculas se aumenta la densidad, y al volver a la presion ambiente, la estructura se mantiene.

7) ¿Cuantas ramas de fonones hay en la Figura 2 ycuantas tendría que haber?¿Alguna conclusion?

La figura muestra que hay 36 ramas de fonones y de acuerdo con la teoria, al tratarse de un material en 3 dimensiones teiene que haber 3 ramas por cada atomo. Esto concuerda con la figura, por tanto podemos concluir que el calculo de fonones no tiene ningun error.

Si consideramos la celda primitiva en vez de la centrada, tendriamos 6 ramas, pero lazona de Brillouin sería mas grande (por que la celda en el espacio real es mas pequeña).

8) Mirar en internet el orden de magnitud de las frecuencias normales de vibración del Si en su fase a ambiente, y comparar con las de la Figura 2. La temperatura de Debye de esta fase será mayor o menor que la de la fase ambiente del Si?

La frecuencia del Si en la estructura del diamante, tendriamosque son del rango de entre (3-15) THz o (100-500) cm-1. Es decir que el rango de frecuencias seria el mismo, pero en vez de tener 36 bandas, tendriamos solo 12.

Pero como hemos dicho en las dos estructuras las frecuencias son las mismas, no cambia la temperatura de Debye.

9) ¿En la figura 3 cuantas bandas/ramas hay por debajo del nivel de Fermi? Suponiendo que esas ramas proceden de...