Estudio Ab-initio de propiedades estructurales, elásticas y electrónicas de nanohilos core/shell

RESUMEN El oxido de Zinc (ZnO), por sus propiedades termicas, electronicas y piro-piezoelectricas, es ampliamente usado en diversos dispositivos electronicos. Algunas de estas propiedades mejoran notablemente en la nanoescala. Recientemente, se logro sintetizar nanohilos con estructuras core/shell de ZnO/X (X=ZnSe, ZnS, BeO) que mejoran la eficiencia de sensores piezoelectricos, celdas fotovoltaicas y dispositivos optoelectronicos. En este trabajo se presenta un estudio teorico de las propiedades estructurales, elasticas y electronicas de nanoestructuras tipo core/shell de ZnO/X (X=ZnS, BeO), cuando son sometidas a deformaciones uniaxiales en la direccion [0001]. Nanohilos hexagonales con diametros entre 1.5 y 2.8 nm fueron estudiados ab-initio usando la teoria de la funcional de la densidad (DFT) en la aproximacion de gradiente generalizado (GGA), implementada en el codigo SIESTA. Mediante la aplicacion de tensiones uniaxiales, se calcularon el modulo de Young, la tension de ruptura y las densidades de estados electronicos totales (TDOS) y proyectados (PDOS). Se ha observado una degradacion de las propiedades mecanicas en los nanohilos core/shell con respecto a los de ZnO, ganandose a cambio la posibilidad de obtener un sistema con caracter mas aislante o mas semiconductor que el nanohilo de ZnO, dependiendo si las capas externas estan compuestas por BeO o ZnS. Estos resultados son importantes para ajustar las propiedades optoelectronicas del ZnO en la nanoescala.