Estudio de las propiedades estructurales y estructura electrónica de la espinela TiFe2O4: cálculos ab-initio y XANES

MUDARRA NAVARRO A. M.; GIL REBAZA A. V.; SALCEDO RODRÍGUEZ K. L.; MELO QUINTERO J. J.; RODRÍGUEZ TORRES C. E.; ERRICO L.

La Plata, Bs. As.

Otro; 102a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2017

Universidad Nacional de La Plata

Las ferritas basadas en óxidos de hierro han despertado gran interés en el desarrollo de nuevos materiales para el grabado magnético y dispositivos espintrónicos [1,2]. Muchos de estos compuestos cristalizan en estructurasespinela, espacio grupal Fd3m, y son del tipo AB2O4 donde A y B son cationes que ocupan sitios tetraédricos y octaédricos, respectivamente, en la configuración conocida cómo normal. Cuando la mitad de los cationes del sitio B son intercambiados por los cationes ubicados en el sitio A, se denomina espinela invertida [3]. En el presente trabajo nos centraremos en el estudio de las propiedades estructurales, magnéticas e hiperfinas de la ferrita TiFe2O4 (TFO), para tal fin se ha realizado un exhaustivo estudio teórico por medio de cálculos de primeros principios basado en la Teoría de la Funcional Densidad (DFT) y del método Full-Potential Linearized Plane-Wave (FP-LAPW) implementado en el código Wien2K [4]. La funcional de intercambio y correlación (XC)ha sido descrita por la Aproximación del Gradiente Generalizado (GGA) con la parametrización PBE [5]. Para obtener una mejor descripción de la estructura electronica de la TFO, se han considerado ademas diferentes aproximaciones para el XC, tales como GGA+U con U=5.0eV, meta-GGA como el potencial de intercambio de TB-mBJ [6] y la funcional híbrida HSE [7]. Con el propósito de encontrar el estado fundamental estructural y magnético, se ha considerado la estructura normal e invertida de la TFO y diferentes estados magnéticos, talescomo ferromagnético y distintas conguraciones antiferromagnéticas entre los átomos de Fe. Para el estado estructural y magnético de mínima energía se ha obtenido una buena correlación entre los resultados teóricos y experimentales obtenidos por diferentes técnicas experimentales (momento magnético porátomo de Fe, band-gap, parámetros hipernos). Además, se simularon espectros XANES en los bordes K del Fe y Ti considerando la aproximación core-hole, los cuales ayudaron a la interpretación de nuestros espectros XANESexperimentales medidos en el LNLS (Campinas, Brazil).Referencias[1] S. Picozzi and C. Ederer, J. Phys.: Condens. Matter 21 (2009) 303201.[2] Y. Suzuki, Annu. Rev. Mater. Res. 31 (2001) 265.[3] G. Diego Gatta, F. Bosi, G. J. McIntyre, U. Halenius, Amer. Mineralogist 99 (2014) 255.[4] P. Blaha, K. Schwarz, G. Madsen, D. Kvasnicka, J. Luitz, Wien2k: www.wien2k.at.[5] J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 3865.[6] F. Tran, P. Blaha, Phys. Rev. Lett. 102 (2009) 226401.[7] F. Tran, P. Blaha, Phys. Rev. B 83 (2011) 235118.