Estudio estructural de la superficie (001) de ZnFe2O4 y MgFe2O4 usando cálculos ab-initio

K.L. SALCEDO RODRÍGUEZ; J. MELO QUINTERO; MEDINA CHANDUVÍ H.H.; ARLES V. GIL REBAZA; C.E. RODRÍGUEZ TORRES; R. FACCIO; L. ERRICO

San Luis

Encuentro; VIII Encuentro de Física y Química de Superficies - VIII EFQS 2018; 2018

Las ferritas presentan muy variadas propiedades electrónicas y magnéticas. Los defectos estructurales (inversión, vacancias de oxígeno) y efectos de tamaño/superficie juegan un rol muy importante en el origen y modificación de dichas propiedades [1-2]. En particular, la ferrita de Zn (ZnFe2O4, ZFO) es paramagnética a temperatura ambiente y presenta frustración y comportamiento tipo vidrio de espín a T<10 K. Cuando las dimensiones se reducen (nano-partículas ó películas delgadas), ZFO presenta comportamiento ferrimagnético a temperatura ambiente, asociado a la presencia de inversión catiónica en la superficie, volviéndose atractiva por su potencial aplicación en dispositivos semiconductores magnéticos transparentes [3]. En este trabajo se presenta un estudio de la estructura de equilibrio de la superficie (001) de ZFO y los cambios en la estructura magnética debidos a la inversión catiónica. También se presenta un estudio de las propiedades estructurales, magnéticas e hiperfinas de la superficie de la ferrita de Mg (MgFe2O4, MFO), en donde, con el fin de encontrar su estado fundamental estructural y magnético, se exploraron la inversión catiónica y diferentes configuraciones magnéticas [4-5]. Estos estudios, sobre dichas ferritas, se realizaron mediante cálculos de primeros principios basados en la Teoría de la Funcional Densidad (DFT) y del método FP-LAPW (con la aproximación GGA+U) implementado en el código Wien2k [6]. Aquí, diferentes configuraciones atómicas superficiales fueron exploradas, identificando el ordenamiento más estable. Se estudió además el costo energético de la inversión catiónica a diferentes profundidades de la superficie, y se comparó también con cálculos realizados sobre el sistema volumétrico. Los resultados obtenidos, se encuentran en buen acuerdo con los resultados reportados en la literatura.