Resistencia mecánica ideal de C, Si y Ge con estructura cúbica: un estudio de primeros principios

• Autores: Alejandro Bautista Hernández, M. Salazar Villanueva, F.L. Pérez Sánchez, O. Vázquez Cuchillo, J.F. Sánchez Ramírez
• Localización: Revista Mexicana de Física, ISSN-e 0035-001X, Vol. 57, Nº. 5, 2011, págs. 388-394
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Presentamos un estudio de la resistencia mecánica ideal a compresión de Carbono (C), Silicio (Si) y Germanio (Ge) con estructura cúbica (diamante), mediante cálculos de primeros principios. Parámetros de red, módulos de compresibilidad, de corte, Young y constantes de elasticidad son obtenidos como función del esfuerzo aplicado. Obtenemos buen acuerdo de los parámetros de red y constantes de elasticidad en ausencia de esfuerzo con respecto a reportes previos experimentales y teóricos. Mediante los criterios de Born-Wang y estabilidad fonónica estudiamos la resistencia mecánica ideal de cada elemento. Los valores de los esfuerzos máximos (773, 19.5 y 21.7 GPa para el C, Si y Ge, respectivamente) se explican en términos de la estructura de bandas, densidades de carga y poblaciones atómicas.

  • English

    We present a study of the compressive ideal strength of Carbon (C), Silicon (Si) and Germanium (Ge) with cubic structure (diamond) by means of first principles calculations. Lattice parameters, bulk modulus, shear and Young modulus and elastic constants are obtained as a function of applied stress. The values obtained about lattice parameters and elasticity constants without stress are in according with previous experimental and theoretical reports. Based on the Born-Wang and phonon criteria we have studied the ideal strength of each element. The maximum stresses values (773, 19.5 and 21.7 GPa for C, Si and Ge, respectively) are explained in terms of the band structure, charge density and atomic populations.