DINAMICA LOCAL DE PORTADORES DE CARGA EN UN CONDUCTOR VITREO A TIEMPOS SUBDIFUSIONALES

CRISTIAN BALBUENA; MARISA FRECHERO; RUBEN MONTANI

Bahía Blanca

Congreso; TREFEMAC; 2014

Aún hoy no existe una teoría completa y general para describir los mecanismos de conducción iónica en sistemas tan ampliamente estudiados como los vidrios de silicatos. En este contexto el metasilicato de litio aparece como un vidrio paradigmático ya que contiene los dos ingredientes esenciales, la matriz vítrea (SiO2) y los iones móviles portadores de carga (Li). Se asume que a tiempos difusivos (largos) los iones difunden mediante un proceso de salto (hopping), donde se describe la dinámica de los mismos mediante un mecanismo vía ?vacancias?[1]. En cambio, a escalas temporales donde los iones solo interactúan con su entorno más cercano (tiempos cortos) -esto es el denominado régimen de ?caging?- se presenta un debate sobre cuál es la naturaleza del incremento del desplazamiento cuadrático medio (MSD) de los iones [2]. Por una parte se plantea que se incrementa el MSD global de los iones móviles debido a que unos pocos iones experimentan ya saltos inter-sitio Por el otro, se atribuye a un proceso de relajación más general que intervienen los átomos de la matriz vítrea. El escenario que se genera en el medio de esta dos posturas implica que -al igual que en los sistemas coloidales- en los conductores iónicos los potenciales que confinan a los iones decaen con el tiempo (relajación), debido a que los iones portadores siempre tienen una probabilidad no nula de saltar a una posición vecina. En este trabajo estudiamos el comportamiento dinámico de los iones en las diferentes escalas temporales. Aplicamos el método Isoconfiguracional [3] que permite generar una serie de trayectorias de Dinámica Molecular partiendo de la misma configuración/estructura, pero asignando diferentes velocidades iniciales según una distribución de Maxwell-Boltzmann a la temperatura de interés. Con esto, podemos estudiar el comportamiento dinámico y su relación con el entorno inmediato de los iones móviles en diferentes escalas de tiempo. De nuestros estudios previos notamos que la dinámica de los iones a tiempos cortos (intra-sitio) es ya heterogénea, donde el comportamiento de un ion en su sitio es el precursor de la dinámica a tiempos largos (inter-sitio) [4-6]. De los resultados preliminares expuestos en este trabajo, encontramos que la dinámica local de los iones no está asociada con el salto de los iones, sino más bien a aspectos de relajación que involucran al par ión-matriz.