Comportamiento del BiFeO3 en funcion de la temperatura obtenido mediante un modelo atomistico

GRAF, MONICA; SEPLIARSKY. MARCELO; STACHIOTTI, MARCELO; TINTE, SILVIA

Congreso; V Reunión Nacional de Física del Estado Solido; 2013

En el presente trabajo se estudiaron propiedades estructurales y ferroelectricas del BiFeO3 en funci´on de la temperatura y del campo el´ectrico. A partir de un modelo de capas ajustado a c´alculos de primeros principios, se realizaron simulaciones mediante el m´etodo de din´amica molecular en un sistema de 8640 ´atomos con condiciones peri´odicas de contorno. Las simulaciones muestran que a baja temperatura el modelo reproduce la estructura ferroel´ectrica del estado fundamental con simetr´ıa R3c, descripto por par´ametros de red equivalentes en las direcciones pseudoc´ubicas, polarizaci´on neta a lo largo de la direcci´on [111] y rotaciones de los octaedros de ox´ıgeno a−a−a− en notaci´on de Glazer. La fase rombo´edrica permanece estable hasta los 1100 K. A esta temperatura se observa una fuerte reducci´on del volumen, la desaparici´on de la polarizaci´on macrosc´opica y un cambio en el patr´on de rotaciones de los octaedros de ox´ıgeno a a−a−b+. La transici´on de primer orden a la fase parael´ectrica de simetr´ıa Pbnm as´ı obtenida reproduce correctamente el comportamiento observado en los experimenos. Un an´alisis m´as detallado de esta estructura permite distinguir la existencia de dos subredes con polarizaciones opuestas, caracter´ıstica distintiva del comportamiento antiferroel´ectrico. En cada subred las polarizaciones locales son en la direccin [110] y van alternando sentido en la direcci´on [001]. El comportamiento de la polarizacin bajo la acci´on de un campo el´ectrico muestra el doble ciclo de hist´eresis que confirma la naturaleza antiferro´electrica de la fas