Estudio desde primeros principios de propiedades electrónicas y estructurales de sólidos

Abstract

Los métodos de estudio teóricos de la materia denominados de primeros principios (o ab initio) se han desarrollado notablemente en las últimas décadas. Estos métodos permiten en la actualidad obtener información muy variada sobre sistemas muy complejos, empleando tan sólo principios y herramientas propias de la Mecánica Cuántica. Empleando estos métodos de primeros principios, en esta tesis se ha estudiado el efecto de la presión sobre dos tipos de sólidos cristalinos diferentes: el compuesto binario InAs, y los cinco materiales ternarios YLiF4, CaWO4, SrWO4, BaWO4 y PbWO4. En ambos casos se han estudiado principalmente las transiciones de fase estructurales bajo presión. En el estudio del compuesto InAs, los cálculos ab initio realizados reproducen correctamente el comportamiento observado experimentalmente a presiones moderadas, con transiciones desde la estructura zb de presión ambiente hacia la tipo NaCl, y de ésta hacia Cmcm. A presiones elevadas, se han examinado varias estructuras propuestas en InAs como fases estables a alta compresión, tales como la estructura tipo CsCl propuesta en el trabajo teórico de Mujica y Needs [Phys. Rev. B 55, 9659 (1997)]; las estructurtas tipo B10 y Pmma, estudiadas de forma teórica por Kim y colaboradores [Phys. Rev. B 60, R8449 (1999)]; y la estructura tipo Pmma desordenada, caracterizada experimentalmente por Pascarelli et al. [Europhys. Lett. 61 (4), 554 (2003)]. Se ha considerado también la estructura tipo Super-Cmcm, propuesta como estable en el compuesto InSb por Kelsey y Ackland [J. Phys.: Condens. Matter 12, 7161 (2002)]. Además, se ha analizado el efecto de la ordenación sobre la estabilidad de la red bcc (a la que pertenece la estructura tipo CsCl), lo que da lugar a estructuras casi-bcc tales como la tipo B11, que presentan la notable diferencia con respecto a la tipo CsCl de tener primeros vecinos del mismo tipo.