La inestabilidad polar universal en las perovskitas altamente ortorrómbicas

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• El diseño de perovskitas multiferroicas ABO3 es un desafío debido a los cationes magnéticos y los modos antiferrodistortivos que suprimen las distorsiones polares.
• Las perovskitas magnéticas existentes a menudo carecen de la simetría necesaria para aplicaciones multiferroicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos que permiten las distorsiones polares en las perovskitas magnéticas.
• Identificar nuevos materiales multiferroicos con las propiedades deseables.

Principales métodos:

• Se emplearon simulaciones de primeros principios para estudiar las invariantes de energía libre.
• El análisis se centró en los acoplamientos cuadrilineales y trilineares entre los modos estructurales.

Principales resultados:

• Los invariantes cuadrilineares y trilineares impulsan una transición similar a una avalancha a la simetría no centrosimétrica Pna21 en las perovskitas magnéticas.
• La tensión epitaxial favorece la fase Pna21, induciendo una polarización fuera del plano.
• Este mecanismo predice numerosos nuevos multiferroicos con propiedades magnetoeléctricas sintonizables.

Conclusiones:

• Los invariantes específicos de energía libre pueden superar las restricciones que obstaculizan la multiferroicidad en las perovskitas ABO3.
• La ingeniería de deformación es una vía viable para lograr una polarización útil en estos materiales.
• El mecanismo identificado abre vías para el diseño de materiales multiferroicos avanzados.