Estudio de primeros principios de las propiedades ferroelectricas de la interfaz SrTaO2N/SrTiO3

BASTIDAS BRICEÑO, RUBY; FERNANDEZ, VICTORIA ; DÍAZ DE ROSA, VERÓNICA; ALONSO, ROBERTO EMILIO

Santa Fe

Congreso; 104º Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina.; 2019

Asociación Física Argentina

En la naturaleza existen varios compuestos con formula quımica ABO3 y estructura de perovskita (por ejemplo, A = Ca, Sr o Ba; B = Ti, Ta o Nb). Para algunas combinaciones de A y B, los compuestos presentan propiedades fisicas altamente deseables, tales como superconductividad, ferromagnetismo, alto coeficiente dielectrico, ferroelectricidad y piezo- electricidad. La sustitucion de uno de los oxigenos por nitrogeno da lugar a los llamados oxinitridos, tales como el SrTaO2N. En este ultimo, a pesar de que en su fase estable no presenta ferroelectricidad, (aunque si un altisimo coeficiente dielectrico), recientemente, se observo comportamiento ferroelectrico en peliculas delgadas crecidas epitaxialmente sobre un sustrato de SrTiO3, se cree que inducida por compresion en el plano paralelo a la interfaz.En este trabajo, estudiamos por metodos de primeros principios diferentes configuraciones de interfaces SrTiO3/SrTaO2N, con el fin de evaluar la ruptura de simetria que da lugar a la ferroelectricidad en ambas caras de la interfaz. Se calculo la polarizacion en sus contribuciones ionica y electronica por el metodo de la phase de Barry. Como resultados, se observo ́ que las distorsiones que conducen a la polarizacion electrica no son id ́enticas en cada sub-celda, sino que dependen de la distancia a la interfaz, y que el desplazamiento de iones y cationes en la direccion epitaxial no sigue el esquema convencional de las perovskitas ferroelectricas deltipo BaTiO3. Asimismo, se analizo la polarizacion de cada subcelda correspondiente a una unidad de perovskita, resultando esta dependiente de la terminacion de la interfaz. Entre las variables analizadas, se realizaron calculos de energia total para ver cual se corresponde con la fase estable. Para ella, se calculo la polarizacion electrica total, obteniendo un valor cercano a 0.5 C/m2, comparable al del BaTiO3 0.26 C/m2.