Estudio del comportamiento magnético del BiFeO3 dopado con Cu a partir de primeros principios

Abstract

Se estudia las propiedades electrónicas del BiFeO3 dopado con Cu en tres concentraciones. Primero se determinó el arreglo antiferromagnético de los átomos de Fe en el sistema puro y luego se prosiguió al dopaje teniendo en cuenta el arreglo antiferromagnético. Se hace uso de la celda convencional hexagonal para las concentraciones de 16, 67 % y 33, 33 % de Cu, también se hace uso de una supercelda basada en la celda convencional hexagonal para trabajar con una concentración de 8, 33 % de Cu. Este estudio está basado en la teoría funcional de densidad y se hace uso de la suite Quantum ESPRESSO para obtener la densidad de estados y bandas de energ´ıa de nuestros sistemas dopados. Para obtener estos resultados se usó pseudopotenciales ultrasuaves y la aproximación de densidad local, además se tomó en cuenta el parámetro de Hubbard para los átomos de Fe y Cu. El valor del parámetro de Hubbard para el Fe en el sistema puro es de 3, 8 eV y para los sistemas dopados el valor de Hubbard para el Fe es de 4, 9 eV y para el Cu es de 10, 2 eV. Los resultados obtenidos en nuestro estudio indican que el ordenamiento antiferromagnético del BiFeO3 es del tipo G. Además, se apreció que el gap de energía de nuestro sistema disminuye en presencia del Cu.