Estudio FP-LAPW del GCE en Impurezas Ta en Alumina (Safiro)

G.N. DARRIBA, L.A. ERRICO, Y M. RENTERÍA

Bahia Blanca, Bs.As

Congreso; 89° Reunión Nacional de Física; 2004

Asociación Física Argentina

El Zafiro (alpha-Al2O3), debido a sus propiedades mecánicas, ópticas, resistencia extrema a la temperatura y la corrosión, etc., es uno de los cerámicos multiprósito más utilizados en tecnología. Matrices cerámicas, como el Al2O3, donde el entorno local puede ser cambiado para alterar sus propiedades ópticas a través de la inclusión y manipulación de impurezas diluidas (tierras raras en gral.), se presentan como prometedores candidatos de una nueva generación de emisores ópticos. Como primer paso, reviste entonces gran interés el estudio de las propiedades estructurales y electrónicas introducidas por una impureza metálica en su matriz huésped. En esta comunicación presentamos resultados preliminares de cálculos ab initio de estructura electrónica y del Gradiente de Campo Eléctrico (GCE) en Zafiro, puro y dopado con impurezas Ta, de configuración electrónica similar a muchas tierras raras. Los cálculos se realizaron con la implementación Wien97 del método Full-Potential Linearized-Augmentd Plane-Waves" (FP-LAPW), simulando la dilución de la impureza al reemplazar 1 átomo de Al por uno de Ta en la celda unidad (dilución de 1:12). Se calculó en forma autoconsistente la estructura electrónica en la celda pura y en la dopada, calculando en el segundo caso las fuerzas actuantes en los átomos primeros vecinos a la impureza y permitiendo que relajen hasta su posición de equilibrio. De esta forma pueden calcularse las relajaciones estructurales introducidas por la impureza, determinantes en el cálculo del GCE. Los resultados de GCE son comparados con los arrojados por el modelo de cargas puntuales y con resultados experimentales recientes del GCE en monocristales de alpha-Al2O3: 181 Ta [ver trabajo en esta conferencia].