"After Effects" en 111In(-->111Cd):Al2O3: Una Modelización a Partir de Primeros Principios

G.N. DARRIBA; M. RENTERÍA

Merlo

Congreso; 100° Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2015

AFA

Experimentalmente y a lo largo de las dos últimas décadas el fenómeno denominado "after-effects" en los trabajos hiperfinos pioneros del grupo de La Plata ha sido observado y corroborado en la literatura en varios óxidos semiconductores y aisladores en sitios de impureza 111In, que decae por captura electrónica (CE) a 111Cd, la sonda más utilizada en experimentos de Correlaciones Angulares Perturbadas. Aquella denominación hace referencia a los fenómenos de relajación electrónica del átomo-sonda posteriores al decaimiento por CE del 111In, evidenciados por la presencia de interacciones hiperfinas dependientes del tiempo (dinámicas), reversibles con la temperatura, que responden a un factor de perturbación "on-off" propuesto por Baverstam y Othaz. El modelo propuesto por Muñoz et al., sustentado en cálculos ab initio en algunos sistemas, da cuenta 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 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 la aplicación del modelo mencionado en este semiconductor. Los cálculos se realizaron aplicando el método "Full-Potential Augmented Plane-Wave plus local orbitals" (FP-APW+lo) a través de su implementación en el código WIEN2k. El estudio consistió en un análisis detallado del GCE para diferentes estados de carga de la impureza, mostrando que las diferentes configuraciones electrónicas alcanzadas durante el proceso de relajación afectan el valor del GCE. Finalmente se pudo demostrar que la variación de la carga en torno al nivel aceptor introducido por la impureza genera GCEs consistentes con los resultados experimentales de GCE, aquellos correspondientes a los estados de equilibrio obtenidos para cada temperatura de medida.