Dinámica cuántica nuclear en ferroeléctricos con puentes de hidrógeno

F. TORRESI; J. LASAVE; S. KOVAL

Merlo (San Luis)

Congreso; 100° Congreso AFA, Merlo, (Septiembre 2015); 2015

En este trabajo se desarrolla un modelo molecular de tres sitios para puentes de hidrógeno (PH),en el cual se incluye la dinámica cuántica de los núcleos mediante el método Monte Carlocon Integrales de Camino (PIMC). Dicho método se valida aplicándolo a problemas con solución exacta conocida.Posteriormente se considera la dinámica cuántica del protón/deuterón sometido a un potencial Doble Morse entre oxígenos fijos.Ajustando adecuadamente los parámetros con información experimental, el modelo logra reproducir la correlación geométrica universal observada en cristales con PH.Se visualiza la importancia de los efectos cuánticos, en especial en la región correspondiente a puentes con enlaces fuertes.Mediante el análisis del radio de giro del polímero asociado al protón/deuterón y las distribuciones del centro de masa y de los monómeros realizados en tres regímenes distintos a diferentes temperaturas,se establece la importancia relativa entre tuneleo y efecto térmico para la existencia de distribución bimodal del protón/deuterón en el puente.Finalmente se incluye la dinámica de los oxígenos, obteniéndose un efecto isotópico geométrico tanto para la distancia O-H como O-O acorde a lo observado experimentalmente.Los resultados obtenidos son compatibles con la existencia de un mecanismo autoconsistente de retroalimentación entre deslocalización cuántica del protón y distancia entre oxígenos que amplifica el efecto geométrico observado a distancia O-O fija.Este modelo se utilizará como punto de partida para el estudio del efecto isotópico y transiciones de fase en ferroeléctricos con PH, previa extensión del mismo a sistemas periódicos de mayor dimensión.