Estudio de propiedades estructurales y electrónicas del semiconductor Fe2O3(Ta). Determinación experimental y de primeros principios.

G. N. DARRIBA; E. L. MUÑOZ; P. D. EVERSHEIM; M. RENTERÍA

Rosario, Santa Fé, Argentina

Congreso; 94º reunión de la Asociación de Física Argentina; 2009

Asiciación de Física Argentina.

En este trabajo presentamos resultados de experimentos de Correlaciones Angulares Perturbadas Diferenciales en Tiempo  (PAC) realizados sobre una muestra monocristalina de a-Fe2O3 (estructura Corundum) implantada con iones 181Hf(®181Ta) en el acelerador de iones del H-ISKP de la Universidad de Bonn. La magnitud, asimetría y orientación del GCE fueron determinadas midiendo las curvas de rotación de spín en función de la orientación del monocristal (para tres configuraciones diferentes) con respecto al sistema del laboratorio. Las medidas experimentales fueron realizadas a 973 K con el objeto de solo tener presente la interacción cuadrupolar eléctrica, ya que por encima de la temperatura de Neel (TN=955 K), el sistema es paramagnético. Los resultados experimentales son contrastados con cálculos ab initio en el marco de la Teoría de la Funcional Densidad y con predicciones del modelo de cargas puntuales. Los cálculos ab initio fueron realizados con el método FP-APW+lo (utilizando el código WIEN2K) con una dilución de impureza de 1:12. Se discute también la validez de comparar los resultados de cálculos ab initio a 0 K donde el sistema es antiferromagnético, con resultados experimentales a 973 K donde el sistema es paramagnético.  Este abordaje teórico-experimental permitió determinar las relajaciones estructurales producidas por la inclusión de la impureza en la red huésped, como así también, el estado de carga del nivel de impureza en la banda prohibida del sistema bajo estudio. La impureza introduce un nivel doble donor en el gap del semiconductor, el cual se encuentra parcialmente ionizado a 973 K.