Estudio de las propiedades estructurales y electrónicas de la perovskita compleja La2BiMnO6

Abstract

Durante los últimos años se ha incrementado el interés científico por los materiales tipo perovskita doble (A2BB` O6), debido a que estos presentan diversas e interesantes propiedades eléctricas y magnéticas, con posibles aplicaciones en la industria y nuevas tecnologías como en dispositivos espintrónicos. En el presente trabajo, se realiza la síntesis de la perovskita por dos técnicas diferentes conocidas como reacción de estado sólido y método modificado de Pechini. La caracterización de la estructura cristalina se realizó por difracción de rayos X, encontrando que la fase mayoritaria corresponde a una estructura monoclínica, grupo espacial P21/n (# 14). El estudio teórico se realiza a través del código WIEN2k, que trabaja en el marco de la teoría DFT para los grupos P21/n (# 14), R-3 (# 148), I2/m (# 12) y Fm-3m (# 225). Con el fin de determinar la estructura del estado base se realizaron las optimizaciones del volumen, encontrando que la estructura de mínima energía corresponde al grupo espacial P21/n. A partir del estudio de densidad de estados (DOS) y estructura de bandas, se encontró un comportamiento halfmetallic, siendo semiconductor de gap indirecto para la configuración de espín down y conductor para el espín up. Se realiza el análisis de las contribuciones de los orbitales atómicos a la DOS, encontrando que los orbitales dxy, dyz, dxz, dx2-y2 y dx2 del manganeso son los causantes del comportamiento halfmetallic.

Abstract. During this research, perovskite synthesis was accomplished through the use of two diferent techniques known as solid state and modified Pechini-method. Crystalline structure was made via X-ray difraction. It was found that majority phase corresponds to a monoclinic structure, spatial group P21/n (# 14). Theoretical study was carried out though WIEN2k code, working with the DFT theory framework for groups P21/n (# 14), R-3 (# 148), I2/m(# 12) and Fm-3m (# 225). Volume optimizations were performed in order to determine base state structure; it was discovered that minimal energy structure corresponds to spatial group P21/n. From the Study of Density of States (DOS) and band structure a halfmetallic behavior was observed, being an indirect gap semiconductor for spin-down and a conductor for spinup configuration. SDS atomic orbital contributions were analyzed; dxy, dyz, dxz, dx2-y2 and dx2 manganese orbitals were found to be the root cause of the half-metallic behavior.