Estudio de primeros principios de propiedades ferroel\'ectricas de interfaces SrTa_2N/SrTiO_3.

FERNANDEZ, V I; BASTIDAS BRICEÑO, R C; ALONSO, R E

La Plata

Encuentro; XII Encuentro Informal de Materia Condensada (XII EIMaC 2020); 2020

IFLYSIB

En la naturaleza existen varios compuestos con f\'ormula qu\'{\i}mica ABO$_3$ y estructura de perovskita (por ejemplo,A = Ca, Sr o Ba; B = Ti, Ta o Nb). Para algunas combinaciones de A y B, los compuestos presentan propiedadesf\'{\i}sicas altamente deseables, tales como superconductividad, ferromagnetismo, alto coeficiente diel\'ectrico, ferroelectricidady piezoelectricidad. La sustituci\'on de uno de los ox\'{\i}genos por nitr\'ogeno da lugar a los llamadosoxinitridos, tales como el SrTaO$_2$N. En este \'ultimo, a pesar de que en su fase estable no presenta ferroelectricidad,(aunque s\'{\i} un alt\'{\i}simo coeficiente diel\'ectrico), recientemente, se observ\'o comportamiento ferroel\'ectrico enpel\'{\i}culas delgadas crecidas epitaxialmente sobre un sustrato de SrTiO$_3$, se cree que inducida por compresi\'on enel plano paralelo a la interfaz.En este trabajo, estudiamos por m\'etodos de primeros principios diferentes configuraciones de heteroestructuras de SrTiO$_3$/SrTaO$_2$N.Se analizaron diferentes heterojunturas en t\'erminos de los \'atomos de terminaci\'on en el plano de la interfaz, y con condiciones peri\'odicaso no peri\'odicas en la direcci\'on perpendicular al plano de la interfaz. Los c\'alculos muestran que la capa SrTaO$_2$N est\'a comprimida a lo largo del plano $ab$, mientras que el SrTiO$_3$ se alarga, favoreciendo as\'{\i} la formaci\'on de estructuras P4mm en ambos lados de la interfaz, lo que lleva a una polarizaci\'on macrosc\'opica neta.Se analiz\'o la polarizaci\'on de cada sub-celda correspondiente a cada capa como funci\'on de la distacia a la interfaz, encontrando que para cada celda unidad depende de la presencia de un O o N en el plano de la interfaz y tambi\'en debido a la asime\'{\i}a y la deformaci\'on no uniforme del eje $c$ a causa del esfuerzo inducido en el plano $ab$. La polarizaci\'on total resultante en el arreglo peri\'odico fue $\sim 0.54 C m^{−2}$, quehace que este tipo de arreglo sea adecuado para aplicaciones microelectr\'onicas.