Películas ultradelgadas de PbTiO3 con superficies libres: efectos de tamaño, morfología de dominios y propiedades locales

GUSTAVO D. BELLETTI

Encuentro de Jóvenes Investigadores 2013: Trabajos completos de becarios y estudiantes de posgrado

Ediciones UNL

Lugar: Santa Fe; Año: 2014; p. 65 - 75

Los ferroeléctricos son materiales que poseen momento dipolar eléctrico por unidad de volumen o polarización eléctrica (P) espontánea, cuya dirección puede invertirse con la aplicación de un campo eléctrico. Importantes efectos en sus propiedades se presentan a medida que las dimensiones de las estructuras se van reduciendo, especialmente al llegar a nanoescala. En este trabajo se caracterizan películas ultradelgadas del ferroeléctrico PbTiO3 en nanoescala mediante simulaciones de Dinámica Molecular clásica usando un modelo a nivel atomístico ajustado a partir de cálculos ab?initio. Debido a las condiciones de contorno impuestas de circuito abierto, estas películas presentan estructuras de dominios que dependen del espesor. Los resultados obtenidos indican un espesor crítico igual a 20 parámetros de red. Las películas más delgadas presentan un flujo cerrado de P con paredes de dominios a 90º. Las más gruesas en cambio muestran dominios bien definidos del tipo Landau?Lifshitz, es decir con paredes de dominios a 180º en el centro de la película además de las de 90º cerca de las superficies. Asimismo se encuentra que las estructuras de dominios, al igual que las superficies, producen gradientes locales de deformación en la red originando cambios en la P y en la rotación de los octaedros de oxígenos con respecto a los valores que tienen en el volumen del material.