Estudio DFT de los componentes de una interfaz de tres capas Hf/HfO2/TiN

En el presente estudio, las celdas unitarias del hafnio metálico (Hf), óxido de hafnio (HFO2), y nitruro de titanio (TiN), que son los componentes de una interfaz innovadora de tres capas: Hf/HFO2/TiN, que posee gran potencial para aplicaciones en nanoelectrónica, es descrita teóricamente mediante la aproximación de pseudopotenciales y ondas planas como se encuentra implementado en el Paquete de Simulación Ab Initio de Vienna (VASP). Todos los cálculos se realizan usando la Aproximación del Gradiente Generalizado (GGA), con el funcional de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE). Como resultado del presente estudio, se propone un procedimiento sistemático para la simulación mecánico cuántica de cada sistema, resumido de la siguiente manera: (i) la construcción del modelo a partir de datos experimentales, (ii) determinación del valor óptimo de la energía de corte para las ondas planas, (iii) optimización del parámetro que determina el número de puntos κ en el espacio recíproco, y (iv) la optimización de la geometría de las posiciones atómicas y de los parámetros de celda. En el caso específico del HfO2, se aplica el método de correcciones coulómbicas localizadas (GGA+U) para calcular un bandgap de energía más exacto.