Estudio FP-LAPW de la dependencia anómala del GCE con la temperatura en impurezas Cd en el semiconductor TiO2

L.A. ERRICO; G. FABRICIUS; M. RENTERÍA

Bariloche

Congreso; 88° Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2003

Asociación Física Argentina

La densidad electr´onica (r) en un s´olido y su variaci´oncon la temperatura (T) pueden estudiarse a partir de ladeterminaci´on experimental del tensor gradiente de campoel´ectrico (GCE), ya que ´este es altamente sensible a peque?nos cambios en (r). En el caso de sistemas met´alicos,la dependencia del GCE con T ha sido bien entendida enel marco de un modelo que considera la influencia de lasvibraciones de red. En el caso de sistemas semiconductoresy aisladores se han observado diferentes comportamientos,los cu´ales han sido explicados (con mayor o menor ´exito)a partir de propiedades del material o de procesos inducidospor las sondas hiperfinas, generalmente impurezas enel mismo. En el caso del TiO2, la fuerte dependencia deltensor GCE con la temperatura en sitios de impurezas Cd[J.C. Adams and G.L. Catchen, PRB 50, 1264 (1994)] noha podido ser explicada a partir de consideraciones simples.En este trabajo demostramos c´omo un c´alculo de primerosprincipios de la estructura electr´onica a 0 K, en el cual seconsideran en forma autoconsistente el car´acter aceptor dela impureza, su estado de carga y las posiciones de equilibriode los ´atomos vecinos en funci´on de las relajacionesintroducidas por la presencia de la impureza y por la relajaci´on t´ermica de la red del TiO2, puede dar cuenta de ladependencia del GCE con T. Los c´alculos se realizaron conla implementaci´on WIEN97 del m´etodo FP-LAPW, considerandopar´ametros de red dependientes de T obtenidos dela literatura. Nuestros resultados muestran que el Cd introducerelajaciones estructurales anis´otropas en la vecindadde la impureza y que la dependencia del GCE con T tienesu origen en la variaci´on de estas relajaciones con la temperatura.