Estudio ab initio de interacciones hiperfinas dinámicas en Al2O3: (111In--->)111Cd

G.N. DARRIBA; M. RENTERÍA

La Plata

Congreso; VI Reunión Nacional de Sólidos; 2015

Departamento de Física (UNLP) e IFLP (CONICET La Plata)

En experimentos de Correlaciones Angulares Perturbadas Diferenciales enTiempo (PAC) el fenómeno denominado "after-effects" es evidenciado por la presencia de interacciones hiperfinas dependientes del tiempo (dinámicas), reversibles con la temperatura. Este fenómeno hace referencia a los procesos de relajación electrónica del átomo-sonda 111Cd, posteriores al  decaimiento por captura electrónica (CE) del 111In. Dichas interacciones hiperfinas dinámicas pueden ser descriptas por un factor de perturbación "on-off" propuesto por Baverstam y Othaz. El modelo aquí propuesto dacuenta de este factor al proponer que la relajación electrónica del 111Cd desde un estado inicial altamente ionizado luego del decaimiento nuclear hacia un estado final estable (no necesariamente el fundamental, y dependiente de la temperatura y de la naturaleza del sistema húesped) durante la ventana temporal de la medida PAC (en este caso 84.1 ns) es la responsable de la interacción dinámica observada debido a la presencia de gradientes de campo eléctrico (GCE) temporalmente fluctuantes asociados con las distintas configuraciones electrónicas durante el proceso de relajación.  En este trabajo presentamos resultados de cálculos ab initio de estructura electrónica y de propiedades hiperfinas en el semiconductor Al2O3 dopado con impurezas diluidas Cd, a fin de validar para este semiconductor la aplicación del model propuesto.  Los cálculos se realizaron aplicando el método "Full-Potential Augmented Plane-Wave plus local orbital" (FP-APW+lo) a través de su implementación en el código WIEN2k. El estudio se basó en un análisis detallado del GCE para diferentes estados de carga de la impureza (teniendo en cuenta el carácter aceptor de la misma al reemplazar un átomo de Al de la red huésped) mostrando que las diferentes configuraciones electrónicas alcanzadas durante el proceso de relajación afectan el valor del GCE.  Finalmente se pudo demostrar que sutiles variaciones  de la carga en torno al nivel de Fermi (localizado en el nivel aceptor introducido por la impureza) genera resultados consistentes con los resultados experimentales de GCE, aquellos correspondientes a los estados de equilibrio obtenidos para cada temperatura de medida.