Estudio Ab Initio de Interacciones Hiperfinas Dinámicas en 111In(111Cd):Al2O3

G. N. DARRIBA; M. RENTERÍA

La Plata

Congreso; VI reunión nacional de sólidos; 2015

En experimentos de Correlaciones Angulares Perturbadas (PAC) el fenómenodenominado "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 111In, posteriores a su decaimiento por captura electrónica (CE) a 111Cd. Dichas interacciones hiperfinas dinámicas responden a un factor de perturbación "on-off" propuesto por Baverstam y Othaz. El modelo aquí propuesto, 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(en este caso 84.1 ns)  es la responsablede 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 modelo propuesto.  Los cálculos se realizaron aplicando el método "Full-Potential Augmented Plane-Wave plus localorbital" (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 decarga 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 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.