Propiedades estructurales, magnéticas y ópticas del material en capas CsMnF₄ reanalizadas a la luz de simulaciones de primeros principios

Abstract

RESUMEN: Los materiales que contienen iones Mn³+ han sido objeto de muchos estudios en los últimos años debido a la aparición de nuevas propiedades de gran interés básico y aplicado. Por ejemplo, sus propiedades estructurales, ópticas, magnéticas y de transporte de corriente, particularmente la magnetorresistencia colosal en algunas oxomanganitas. Para poder tener un mejor conocimiento de las propiedades de las oxomanganitas es muy conveniente comenzar por el estudio de sistemas modelo algo más sencillos, como los fluoruros de fórmula AMnF₄ (A = Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Tl+, NH₄+ ), donde los complejos (MnF₆)³- se colocan en capas alternadas por capas de iones A+ y los complejos de cada capa tienen un orden antiferrodistorsivo, alternando el eje largo de uno con el corto del siguiente. En este trabajo se estudia mediante cálculos de primeros principios las propiedades estructurales, ópticas y magnéticas del compuesto CsMnF₄. En particular, se estudia si las distorsiones de los complejos (MnF₆)³- son el resultado de una inestabilidad de tipo JahnTeller y la influencia que ello puede tener sobre el estado fundamental y el magnetismo de este compuesto. Además, se realizan cálculos de las transiciones d-d de los complejos (MnF₆)³− y se estudia la transición de fase del CsMnF₄ bajo presión.

ABSTRACT: Materials with Mn³+ ions have been studied in recent years due to the discovery of their interesting new basic and applicated properties. For example, their structural, optic, magnetic and current transport properties, in particular colossal magnetoresistance in some oxomanganites. In order to better understand these compounds, it is advised to start the study with simpler model systems, such as the fluromanganates with formula AMnF₄ (A = Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Tl+, NH₄+ ), where the (MnF₆)³- complex are placed in layers alternating with A+ ions layers, while the complex have antiferrodistortive order, alternating elongated and contracted axis. In this paper we will study the structural, optic and magnetic properties of the CsMnF₄ compound with first principle simulations. In particular, we study if the distortions of the (MnF₆)³- complex are the result of Jahn-Teller instabilities and the effects this may have on the fundamental state and magnetic properties of this compound. In addition, we calculate d-d transitions of the (MnF₆)³- complex and study the phase transition of CsMnF₄ under pressure.