Estudio ab initio del comportamiento del tensor Gradiente de Campo eléctrico en sitios de impurezas Ta en SnO2

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

San Carlos de Bariloche

Congreso; 98 reunión de la Asociación Física Argentina; 2013

Asociación Física Argentina

En este trabajo presentamos un estudio detallado del tensor Gradiente de Campo Eléctrico (GCE) en sitios de impureza Ta en la fase rutilo del semiconductor SnO2 mediante la realización de cálculos ab initio. 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 en el código WIEN2k. Las impurezas Ta se encuentran localizadas en sitios sustitucionales de Sn, y diluidas de forma tal de representar una impureza aislada. Dado que el Ta actúa como una impureza donora cuando sustituye a un Sn, los cálculos fueron realizados con dos estados de carga diferentes: neutro (SnO2:Ta0) y removiendo un electrón del sistema (SnO2:Ta+). Particularmente pretendemos explicar el comportamiento del GCE en los sistemas SnO2:Ta0 y SnO2:Ta+ frente al proceso de relajación estructural introducido por la impureza Ta hasta alcanzar su estructura de equilibrio. Un punto importante es por qué en los sistemas no relajados el valor del GCE es dependiente del estado de carga y en los sistemas relajados u optimizados no. Otro punto relevante es por qué en el sistema SnO2:Ta0 el GCE no cambia al relajar la estructura y si lo hace en el sistema SnO2:Ta+. Para entender estos comportamientos se presenta un estudio detallado de las diferentes contribuciones (particularmente p y d) al GCE, la densidad electrónica alrededor de la impureza Ta y las densidades de estado parciales proyectadas sobre la impureza, que es donde el GCE posee su origen.