Derivación de un Modelo de Capas para Ferroeléctricos con Puentes de Hidrógeno

RODRIGO EZEQUIEL MENCHÓN; JORGE LASAVE; SERGIO KOVAL

Tandil

Congreso; AFA 99º Reunión Nacional de Física; 2014

Asociación Física Argentina

En el presente trabajo se desarrolló un modelo de capas clásico aplicable a compuestos de la familia de los materiales ferroeléctricos con puentes de Hidrógeno, en particular, Fosfato Dihidrógeno de Potasio (KDP) y hielo. Para ello, en primer lugar se realizó un estudio de un ensemble de dímeros de agua con temperatura, a fin de comprender la correlación geométrica local de un sistema con puentes de Hidrógeno. Se observa que el salto protónico es asistido por una disminución de la barrera producida por un acortamiento de la distancia entre oxígenos. En una segunda etapa, se desarrolló un modelo de capas clásico para un sistema bidimensional que respeta la conectividad de los fosfatos en KDP. Se lo ajustó para reproducir resultados ab initio a T = 0 de distintas distorsiones relevantes. La correlación entre los protones y las polarizaciones de los fosfatos da cuenta de forma natural de las Reglas del Hielo en el sistema y reproduce el mecanismo microscópico de la transición ferroeléctrica determinado por primeros principios. Este modelo sería un punto de partida para un posterior estudio de la transición de fase y efectos isotópicos en KDP a través de la dinámica con temperatura y de la inclusión de los efectos cuánticos mediante la técnica de integrales de camino. También podrá aplicarse a otros compuestos de la familia, como el hielo, ajustando los parámetros convenientemente.