Using Density Functional Theory (DFT) SiN and T iN structures were simulated, in order to study the influence of the silicon atoms insertion in the T iN lattice placed on interstitial and substitutional positions in a face centered cubic (FCC) crystalline lattice. Results showed that the SiN − F CC structure is pseudo-stable; meanwhile the tetragonal structure is stable with ceramic behavior. The T iN − F CC structure is stable with ceramic behavior similar to SiN − T etragonal. 21% silicon atoms insertion in interstitial positions showed high induced deformation, high polarization and Si − N bond formation, indication an amorphous transition that could lead to the production of a material composed from T iN grains or nano-grains embedded in a Si − N amorphous matrix. When
11|Influence of Si Atoms Insertion on the Formation of the Ti-Si-N Composite by DFT Simulation including 21% of silicon atoms, substituting titanium atoms, the distribution showed higher stability that could lead to the formation of different phases of the stoichiometric T i1 −x SixNy compound. Key words: density functional theory; crystalline structure; nano-composite; silicon; thin films; coatings.Influencia de la inserción de átomos de Si en la formación del compuesto Ti-Si-N por simulación DFT
ResumenSe simularon estructuras del SiN y TiN utilizando Teoría de Funcionales de Densidad (DFT), con el fin de estudiar la influencia de la inserción de átomos de Si en la estructura del TiN en posiciones intersticiales y sustitucionales de una red cristalina cúbica centrada en las caras (FCC). Los resultados mostraron que la estructura SiN-FCC es pseudo estable, mientras que la estructura tetragonal es estable, con comportamiento cerámico. La estructura del TiN-FCC es estable con un comportamiento cerámico similar al del SiN-tetragonal. La inserción de 21 % de átomos de Si en posiciones intersticiales, el material mostró alta deformación inducida, alta polarización y formación de enlaces Si-N, indicadores de una transición amorfa que podría producir un compuesto formado por granos o nanogranos de TiN embebidos en una matriz amorfa de Si-N. Mientras que al incluir 21 % de Si sustituyendo átomos de Titanio, se observó una distribución más estable, que puede producir diferentes fases del compuesto estequiométrico Ti1-xSixNy.Palabras clave: teoría de funcionales de densidad; estructura cristalina; silicio; películas delgadas; recubrimiento.