Estudio ab initio de propiedades estructurales y electrónicas de impurezas Ta en SnO2

E. L. MUÑOZ; G. N. DARRIBA; L. A. ERRICO; M. RENTERÍA

Villa Carlos Paz

Congreso; 97º reunion de la asociación física argentina; 2012

Asociación Física Argentina

En este trabajo presentamos cáculos de primeros principios de propiedades estructurales y electrónicas de impurezas Ta substitucionales en el sitio de cati´on en el semiconductor SnO2. Dichos cálculos fueron realizados con el método Full Potential Augmented Plane Wave plus local orbitals (FP-APW+lo) en el marco de la Teoría de la Funcional Densidad (DFT) a través de su implementación del código WIEN2k. Los cálculos ab initio del tensor Gradiente de Campo Eléctrico (GCE) son comparados con resultados experimentales provenientes de la técnica de Correlaciones Angulares Perturbadas (PAC) donde la impureza se encuentra diluida en ppm. Para reproducir las medidas experimentales observadas, en el estudio teórico fueron utilizadas superceldas con el fin de obtener una dilución de impureza tal que ella y sus vecinos no observen los efectos producidos por la sonda y sus vecinos más cercanos. Debido a que el átomo Ta es una impureza simplemente donora en SnO2, se realizaron cálculos APW+lo con dos estados de carga, neutro (reemplazando un Sn por un Ta) y cargado (removiendo un electrón de la supercelda). Al igual que en el caso de TiO2 (isomorfo al SnO2) dopado con Ta [1], no se puede determinar el estado de ionización de la impureza en este sistema debido a la independencia del GCE con el estado de carga de la misma. La inclusión de Ta en SnO2 produce contracciones en la red huésped (caso contrario a lo que ocurre en TiO2), no obstante las relajaciones estructurales reconstruyen el mismo entorno local en ambos casos. Finalmente, los resultados son comparados con los obtenidos para la impureza Cd en SnO2 (la cual posee diferente carácter electrónico que el Ta).[1] G. N. Darriba, L. A. Errico, P. D. Eversheim, G. Fabricius, and M. Rentería, Phys. Rev. B 79, 115213 (2009)