Efectos de tamaño y forma sobre el comportamiento de nanopartículas ferroeléctricas

SEPLIARSKY. MARCELO; STACHIOTTI, MARCELO; DI RINO, FRANCO

Bahía Blanca

Congreso; VII Reunión Nacional de Sólidos; 2017

En el presente trabajo aplicamos una descripción atomística para investigar las influencias del tamaño y de la forma en el comportamiento polar de nanopartículas de PbTiO3. El estudio se llevó a cabo mediante simulaciones de dinámica molecular en nanopartículas aisladas de diferentes tamaños y con formas cilíndricas, esféricas y elipsoidales. Como consecuencia de las condiciones de contorno impuestas, las nanopartículas no poseen una polarización neta resultante. Sinembargo, la distribución de los dipolos locales da lugar a una rica variedad de estructuras polares. En los cilindros más pequeños la primera configuración con orden polar observada corresponde al estado de un vórtice donde las polarizaciones locales rotan continuamente alrededor del eje de cilindro. Dicho estado evoluciona hacia un estado de dominios ferroeléctricos de flujo cerrado al aumentar el tamaño. El cambio en la relación de aspecto espesor/diámetro de los cilindros da lugar a una sucesión de transformaciones topológicas que incluyen múltiples vórtices, estado de burbuja ferroeléctrica y múltiples dominios. En el caso de las esferas solo se observan estados de un único vórtice y dominios ferroeléctricos de flujo cerrado. Finalmente, el comportamiento de los elipsoides es más complejo, destacándose la ausencia de una burbuja ferroeléctrica.