Simulacion Monte Carlo de un modelo de hielo ferroeléctrico

J. LASAVE; S. KOVAL; A. LAIO; E. TOSATTI

Rosario

Congreso; Reunión Nacional SÓLIDOS 2013, Rosario, Argentina, (Noviembre 2013); 2013

Comitee de Reuniones Nacionales SOLIDOS

Se determina un modelo simple de red para cristales ferroeléctricos con puentes de hidrógeno. El modelo da cuenta de las reglas del hielo con un parámetro k que establece un costo energético alto para las configuraciones protónicas prohibidas. También incluye lainteracción dipolar a lo largo de una dirección de preferencia en una red cúbica. Ajustando convenientemente los parámetros del modelo, puede ser aplicado a distintos ferroeléctricoso antiferroeléctricos con puentes de hidrógeno como también a hielo. Por medio de simulaciones Monte Carlo con el método de intercambio de réplicas, estudiamos con el modelo desarrollado la posibilidad de transiciones ferroeléctricas en hielo. Observamos una transición ferroeléctrica con una Tc asintóticamente independiente dek para grandes valores de este parámetro. La transición se alcanza con la ausencia de defectos protónicos que violan las reglas del hielo. Asociando una flecha al vector que une a un protón con su oxígeno mas próximo en el puente, encontramos anillos cerrados de protones formados con cadenas de flechas apuntando en la mismadirección. El estado de mayor probabilidad en la fase desordenada a alta temperatura esta formado por anilloscerrados de 6 protones, que determinan la medida del costo energético de las excitaciones básicas del sistema.Este tipo de estructura anular concuerda con resultados de experimentos recientes de difracción de neutrones en hielo cubico desordenado. Por otro lado, encontramos que el tamaño de anillos cerrados diverge en la vecindad de la transición de fase ferroeléctrica-paraeléctrica.