Modelado computacional de heteroestructuras basadas en compuestos iii-n (ingan/gan) para desarrollo de celdas solares

Abstract

El presente trabajo analiza y discute la simulación de modelos computacionales basados en el proceso de crecimiento epitaxial del semiconductor ternario nitruro de galio-indio (InGaN) sobre capas buffer de nitruro de galio cúbico (c-GaN). Los modelos emulan condiciones termodinámicas que corresponden a la naturaleza de la técnica de Epitaxia por Haces Moleculares (MBE). Para este objetivo, se empleó la metodología de la Dinámica Molecular, cuyo enfoque clásico permitió el análisis de un sistema atómico de cientos de miles de partículas. El código computacional utilizado fue LAMMPS, el cual es de acceso abierto y tiene compatibilidad con los potenciales de Stillinger-Weber para la descripción de las estructuras cúbica y hexagonal que se analizan. Los resultados de este trabajo muestran la obtención favorable de modelos que recrean el proceso de epitaxia, desarrollando 17 con fracciones molares de indio en un rango de 0 ≤ x ≤ 1. The present work analyzes and discusses the simulation of computational models based on the epitaxial growth process of the ternary semiconductor indium-gallium nitride (InGaN) on cubic gallium nitride (c-GaN) buffer layers. The models emulate thermodynamic conditions corresponding to the nature of the Molecular Beam Epitaxy (MBE) technique. For this purpose, the Molecular Dynamics methodology was used, whose classical approach allowed the analysis of an atomic system of hundreds of thousands of particles. The computational code used was LAMMPS, which is open access and has compatibility with Stillinger-Weber potentials for the description of the cubic and hexagonal structures analyzed. The results of this work show a series of favorable models that recreate the epitaxy process, developing 17 models with different indium mole fractions in a range of 0 ≤ x ≤ 1.