Estudios in silico de la din´amica de portadores de carga en el metasilicato de litio en la ventana de los tiempos predifusionales.

CRISTIAN BALBUENA; MARISA FRECHERO; RUBEN MONTANI

Congreso; Taller Regional de F´ısica Estad´ıstica y Aplicaciones a la Materia Condensada; 2015

En el presente trabajo se estudiaron utilizando el formalismo de la Dinamica Molecular los procesos elementalesinvolucrados en el fenomeno de transporte de carga en el metasilicato de litio (Li2SiO3). Este vidrio puede serconsiderado como un sistema paradigmatico, ya que esta constituido por dos subsistemas con comportamientosdinamicos bien diferenciables: uno muy movil formado por los iones Li y otro muy poco movil, dado por su matrizvtrea en este caso formada por oxgeno y silicio. La dinamica a tiempos cortos determina el posterior trasporte decarga en un vidrio ionico y al ser este uno de los parametros relevantes para sus aplicaciones industriales resultapertinente su estudio.Para este cometido se implemento el metodo isoconguarcional (MIC) que permite remover los efectos delmomento para poder explorar la propension al movimiento direccional de los iones. As, se ha podido mostrar queexisten dos tipos de entornos para los iones encargados del transporte de carga (Li): uno de muy baja propension(LP) y otros de alta propension (HP). Se puso en evidencia ademas que la naturaleza (qumica y energetica) delos sitios es diferente. Por otra parte los entornos de LP son los que estan rodeados de los denominados oxgenosno puente (NBO) tambien con muy baja propension al movimiento mientras que los entornos de alta propensiontienen NBO vecinos con mayor propension.Respecto del comportamiento dinamico de los iones Li en la ventana de tiempo [0.1ps, 10ps] (donde se deneel fenomeno macroscopico conocido como Nearly Constant Loss), hemos puesto en evidencia dos formas posibles.Por un lado los que evolucionan en los sitios HP realizando incipientes movimientos extra-cage y por otra partelos que evolucionan unicamente dentro de su caja (intra-cage) realizando movimientos de oscilacion alrededor desu punto de equilibrio. Consecuentemente mostramos que la contribucion efectiva al MSD en esta ventana detiempo la realizan fundamentalmente los iones que evolucionan en los sitios HP.Ya en el tiempo predifusional -esto es por encima de 400 ps,-, en el caso de los sitios LP, los iones Li permanecenconnados durante mucho tiempo en sus posiciones hasta que pueden realizar un salto a un sitio vecino disponibleuna vez producido un saddle-point en la supercie de energa potencial generado fundamentalmente por el peque~no-pero imprescindible- movimiento cooperativo de los demas integrantes de la matriz vitres (Si y O). Por otra partepara los sitios HP, de encontrarse con las condiciones adecuadas: (un sitio vecino libre o -mejor aun- dentro deun canal) los iones Li pueden realizar una evolucion continua de los desplazamientos. Aun as en este ultimo casotambien es imprescindible el movimiento cooperativo de los iones que integran la matriz vtrea.