Estudio estructural del multiferroico CaMn7O12 bajo presión mediante cálculos de Teoría del Funcional de la Densidad

Abstract

CaMn7O12 es un semiconductor que en condiciones ambiente presenta la peculiaridad de que sus átomos de manganeso actúan con distintas valencias. Este hecho hace que ciertos átomos de Mn sufran el efecto Jahn-Teller y se encuentren en una coordinación de octahedro comprimido. Se ha encontrado experimentalmente que este compuesto presenta una transición de fase con reordenamiento de carga al aumentar la presión. En esta transición de fase, el efecto Jahn-Teller juega un papel importante. En este trabajo se ha obtenido un parámetro de Hubbard U capaz de describir las propiedades electrónicas del CaMn7O12 con cálculos de teoría del funcional de la densidad. Con dicho parámetro, se han obtenido propiedades estructurales del compuesto en función de la presión, lo que permite analizar en detalle la transición de fase y el rol que juega el efecto Jahn-Teller en ella. Los resultados tanto electrónicos como estructurales son consistentes con trabajos ya publicados.

CaMn7O12 is a semiconductor with the peculiarity that at ambient conditions, its manganese atoms act with different valences. This fact makes certain Mn atoms suffer the Jahn-Teller effect, being in a distorted octahedron coordination. It was found experimentally that this compound undergoes a charge-ordering phase transition under pressure. The Jahn-Teller effect plays an important role in this phase transition. In this work, a U Hubbard parameter capable of describing the electronic properties of CaMn7O12 with Density Functional Theory calculations has been obtained. With that parameter, structural properties of the compound have been obtained under pressure. This allows to analyze with detail the phase transition and the role the Jahn-Teller effect plays on it. Results, both electronic and structural, are consistent with published work.