COMPORTAMIENTO DEL BiFeO3 EN FUNCION DE LA TEMPERATURA OBTENIDO MEDIANTE UN MODELO ATOMISTICO

M. GRAF; M. SEPLIARSKY; M. G. STACHIOTTI; S. TINTE

Rosario

Congreso; V Reunión Nacional de Sólidos; 2013

Instituto de Física de Rosario - Universidad Nacional de Rosario

En el presente trabajo se estudiaron propiedades estructurales y ferroeléctricas del BiFeO3 en función de la temperatura y del campo eléctrico. A partir de un modelo de capas ajustado a cálculos de primeros principios, se realizaron simulaciones mediante el método de dinámica molecular en un sistema de 8640 átomos con condiciones periódicas de contorno. Lassimulaciones muestran que a baja temperatura el modelo reproduce la estructura ferroeléctrica del estado fundamental con simetría R3c, descripto por parámetros de red equivalentes en las direcciones pseudocúbicas, polarización neta a lo largo de la dirección [111] y rotaciones de los octaedros de oxígeno (a− a− a−) en notaci´n de Glazer. La fase romboédrica permanece estable hasta los 1100 K. A esta temperatura se observa una fuerte reducción del volumen, la desaparición de la polarización macroscópica y un cambio en el patrón de rotaciones de los octaedros de oxígeno a (a− a− b+). La transición de primer orden a la fase paraeléctrica de simetría Pbnm así obtenida reproduce correctamente el comportamiento observado en los experimenos. Un análisis más detallado de esta estructura permite distinguir la existencia de dos subredes con polarizaciones opuestas, característica distintiva del comportamiento antiferroeléctrico. En cada subred las polarizaciones locales son en la dirección [110] y van alternando sentido en la dirección [001]. El comportamiento de la polarización bajo la acción de un campo eléctrico muestra el doble ciclo de histéresis que confirma la naturaleza antiferroélectrica de la fase.