Efectos debidos a vacancias de oxígeno en la manganita La2/3Sr1/3MnO3. - Juan, Dilson (2015)
Dentro de la familia de los óxidos complejos, las manganitas resultan sumamente interesantes debido a la gran variedad de fenómenos físicos que manifiestan. Entre los más destacados se encuentran la magnetorresistencia colosal, el alto grado de polarización en espín y la ferroelectricidad, entre otros. Estas características hacen que el uso de este material sea cada vez más extendido y diversificado, encontrando aplicación en dispositivos para espintrónica, como cátodo cerámico de celdas de combustible de óxido sólido y en memorias resistivas de acceso aleatorio, por citar algunos. La estrecha relación presente entre los grados de libertad orbital, de carga y de espín en las manganitas juega un rol fundamental en los fenómenos anteriormente citados y varias de las propiedades observadas en las manganitas son moduladas por el grado de dopaje del compuesto puro y por la no estequiometría de oxígeno. En este último aspecto se focaliza este trabajo, que estudia la influencia de las vacancias de oxígeno sobre las propiedades estructurales y electronicas de las manganitas del tipo La(1-x)SrxMnO3. Mediante cálculos de primeros principios se han modelado películas delgadas de espesores distintos, correspondientes a la composición La2/3Sr1/3MnO3. Uno de los objetivos propuestos ha sido determinar las energías de formación de las vacancias, tanto en la superficie como en el volumen. Hemos podido obtener en forma cuantitativa la diferencia en el costo energético requerido para producir una vacancia superficial respecto a una en el volumen. Además, corroboramosqueexisteunatendenciamonótonacreciente de la energía de formación a medidaqueaumenta la profundidad del defecto, que se aproxima a un valor constantecorrespondiente a la energía de formación del defecto en volumen. Otro objetivo ha sido caracterizar la estructura cristalina y para ello se han medido parámetros como la inclinación de los octaedros MnO6, el buckling de los iones Mn y el ángulo de enlace Mn-O-Mn. A su vez, ha sido necesario definir los parámetros apropiados, teniendo en cuenta que deben ser aplicables tanto en el volumen de la estructura sin defectos, como cuando existe una superficie que disminuye la simetría del sistema, y también en la presencia de vacancias que producen un desarreglo local de la red. Los resultados indican que la inclinación de los octaedros disminuye al aproximarnos al plano superficial, respecto de la referencia en volumen. Elbuckling de los iones Mn, es máximo en la superficie y decrece hasta anularse en el volumen. El ángulo de enlace Mn-O-Mn aumenta también en la superficie, acorde con la disminución de la inclinación de los octaedros. Finalmente, hemos evaluado las densidades de estado que caracterizan la estructura electrónica de estos sistemas; encontrando que la influencia, tanto de la superficie como de las vacancias de oxígeno, se evidencia principalmente en los orbitales provenientes del Mn.