Estudio FP-LAPW de la dependencia anómala del GCE con la temperatura en impurezas Cd en el semiconductor TiO2

L. A: ERRICO; G. FABRICIUS; M. RENTERIA

Baroiloche

Conferencia; 88 Reunión de la Asociación Física Argentina; 2003

Asociacion Fisica Argentina

La densidad electr´onica en un s´olido y su variaci´on con la temperatura (T) pueden estudiarse a partir de la determinaci´on experimental del tensor gradiente de campo el´ectrico (GCE), ya que ´este es altamente sensible a peque ?nos cambios en (r). En el caso de sistemas met´alicos, la dependencia del GCE con T ha sido bien entendida en el marco de un modelo que considera la influencia de las vibraciones de red. En el caso de sistemas semiconductores y aisladores se han observado diferentes comportamientos, los cu´ales han sido explicados (con mayor o menor ´exito) a partir de propiedades del material o de procesos inducidos por las sondas hiperfinas, generalmente impurezas en el mismo. En el caso del TiO2, la fuerte dependencia del tensor GCE con la temperatura en sitios de impurezas Cd [J.C. Adams and G.L. Catchen, PRB 50, 1264 (1994)] no ha podido ser explicada a partir de consideraciones simples. En este trabajo demostramos c´omo un c´alculo de primeros principios de la estructura electr´onica a 0 K, en el cual se consideran en forma autoconsistente el car´acter aceptor de la impureza, su estado de carga y las posiciones de equilibrio de los ´atomos vecinos en funci´on de las relajaciones introducidas por la presencia de la impureza y por la relajaci ´on t´ermica de la red del TiO2, puede dar cuenta de la dependencia del GCE con T. Los c´alculos se realizaron con la implementaci´on WIEN97 del m´etodo FP-LAPW, considerando par´ametros de red dependientes de T obtenidos de la literatura. Nuestros resultados muestran que el Cd introduce relajaciones estructurales anis´otropas en la vecindad de la impureza y que la dependencia del GCE con T tiene su origen en la variaci´on de estas relajaciones con la temperatura.