Estimación, por simulación computacional, de la dispersión de la energía de interacción entre nanorregiones polares en los materiales ferroeléctricos relaxores PbxBi4Ti3+xO12+3x, x=2; 3

Abstract

Se ha desarrollado un modelo tipo Ising para caracterizar a los ferroeléctricos relaxores dentro del concepto de vidrios dipolares. Este modelo es resuelto por medio de simulaciones numéricas usando el método de muestreo de Metrópolis-MonteCarlo y sus resultados proveen sorprendente calidad y concordancia con el comportamiento real de estos materiales, pese a lo simplificado del modelo. Se han tomado como caso de estudio particular los materiales cerámicos no texturados P2BIT y P3BIT, que son parte de los ferroeléctricos laminares de bismuto y exhiben el comportamiento relaxor. Las simulaciones han sido comparadas al comportamiento real de estos materiales, por medio de una función interfase adecuada. En los materiales reales P2BIT y P3BIT el origen del comportamiento relaxor proviene del incremento de simetría en la estructura cristalina del material al incrementar la cantidad de PT en el compuesto. En la simulación, el comportamiento relaxor proviene del incremento en la simetría de las interacciones entre PNRs, al reducir el grado de participación ferroeléctrica en las interacciones e incrementar su dispersión . De esto se concluye que la simetría de la red cristalina está crítica y directamente ligada con la simetría de las interacciones entre las PNRs, y el incremento en estas simetrías implica el incremento de las interacciones competitivas ferroeléctricas y anti-ferroeléctricas las cuales frustran los ordenamientos de largo alcance y promueven así el comportamiento característico del relaxor