En este proyecto se estudiarán propiedades eléctricas, magnéticas y superconductoras de cuatro compuestos_x000D_ Sr(2-x)LaxIrO4_x000D_ Bi(2-x)SrxIr2O7_x000D_ UCoGe_x000D_ MgB2_x000D_ _x000D_ Los dos primeros compuestos, Sr(2-x)LaxIrO4 y Bi(2-x)SrxIr2O7, los sintetizó y estudió experimentalmente Carlos Cosío Castañeda en su trabajo de posgrado._x000D_ Tienen el interés de que Ir tiene momento y el enlace Ir-O-Ir no es recto, lo que permite una alineación antiferromagnética no colineal. En el primer compuesto, esta no colinealidad da como resultado que el momento resultante es no nulo explicando así el pequeño momento magnético experimental. En el segundo compuesto, Bi(2-x)SrxIr2O7, además los Ir están en un orden cristalino en que se genera frustración magnética._x000D_ Estos compuestos se estudiarán con paquetes de estructura electrónica. El primero a dos niveles; con el WIEN-NCM incluyendo el LCA+U (AMF) (paquete de magnetismo no colineal) y a un mayor nivel con el LMTO con QS-GW implementado. El segundo compuesto se espera utilizar el WIEN-NCM y por otro lado hacer un estudio con Monte Carlo clásico para estudiar la frustración magnética._x000D_ _x000D_ El superconductor UCoGe se estudiará con el LMTO, ya que el tratamiento que se dio con el WIEN2k no logramos explicar los resultados experimentales._x000D_ _x000D_ La alta temperatura crítica superconductora (Tc) de MgB2 ha sido explicado por otros grupos con 'llenado de bandas' y 'endurecimiento de fonones', sin embargo nosotros hemos encontrado una correlación entre Tc y la anisotropía eléctrica. Lo que se pretende hacer es demostrar que la anisotropía eléctrica es necesaria en la explicación de la alta Tc._x000D_

Se piensan estudiar cuatro sistemas;_x000D_ Sr(2-x)LaxIrO4_x000D_ Bi(2-x)SrxIr2O7_x000D_ UCoGe_x000D_ MgB2_x000D_ En los primeros tres el comportamiento eléctrico y magnético no se ha podido explicar satisfactoriamente con cálculos de estructura electrónica; 1) en el primer compuesto, Sr(2-x)LaxIrO4, se obtiene un conductor, cuando los experimentos lo reportan como un aislante, 2) los dos iridiatos, Sr(2-x)LaxIrO4 y Bi(2-x)SrxIr2O7, el Ir resulta no magnético, se necesita una interacción intra-orbital (Uh, U de Hubbard) mucho mayor a la estimada para obtener el momento adecuado, aun así se obtiene un orden ferromagnético colineal, cuando en Sr(2-x)LaxIrO4 los experimentos muestran un orden antiferromagnético no colineal, 3) en el superconductor magnético UCoGe se obtiene un momento magnético (0.56) mucho mayor al experimental (0.03)._x000D_ En el cuarto compuesto, MgB2, en las explicaciones que se han dado no se toma la anisotropía eléctrica como un parámetro, cuando los trabajos que hemos hecho en el grupo muestran una correlación con la temperatura crítica superconductora (Tc)._x000D_ A.1) Sr(2-x)LaxIrO4_x000D_ En este sistema solo se ha estudiado el compuesto no dopado Sr2IrO4. Para estudiar las características no magnéticas del compuesto completo se piensa utilizar el paquete FPLO que utiliza la aproximación del potencial coherente o bien, substituir al La por Y, ya que tiene la misma valencia y debe tener un efecto similar sobre el compuesto cuando x es pequeña, con esta substitución se puede utilizar la aproximación de cristal virtual que se puede hacer con el WIEN2k._x000D_ Para estudiar el magnetismo en este compuesto se piensa utilizar la inclusión del término Uh (Hubbard U) en la modalidad 'LDA+U(AMF) (around the mean field)', ya que se había utilizado la modalidad 'LDA+U(SIC)'. AMF es para sistemas metálicos con una correlación pequeña y SIC es para sistemas altamente correlacionados._x000D_ Además se piensa utilizar un método más exacto, aunque mucho más demandante de recursos computacionales; la teoría GW autoconsistente de cuasi partículas implementado en FP-LMTO (van Schilfgaarde et al., 2006, Chantis, van Schilfgaarde and Kotani, 2007, ver también Aryasetiawan and Gunnarsson, 1998) en que trata de forma más adecuada los orbitales d y f._x000D_ _x000D_ A.2) Bi(2-x)SrxIr2O7_x000D_ Los pirocloros presentan frustración magnética debido a su red de tetraedros interconectados. En este compuesto tanto los Ir como los Bi forman esta red de tetraedros._x000D_ Para estudiar la conductividad eléctrica en función del contenido de Sr se realizará en dos partes, primero se substituirá Bi por Sr en uno de los tetraedros, con lo que se obtiene una substitución de 25% y al substituir dos se obtiene el 50%. Sin embargo esta forma de trabajar tiene varios inconvenientes, mete un orden muy particular, rompe la simetría cúbica, por otro lado no se puede variar la substitución de forma continua. En la segunda forma en vez de utilizar Sr se utilizará Pb, ambos de valencia 2+, pero el Pb tiene un electrón menos que el Bi, por lo que se puede variar la carga continuamente de Bi (83)=>Pb (82)._x000D_ Para calcular las propiedades magnéticas se procederá de la misma forma que en el caso de Sr(2-x)LaxIrO4, pero en este caso no se podrá utilizar la teoría de GW, debido a que la celda primitiva es muy grande y el método no lo permite._x000D_ Otro aspecto interesante es el de la frustración magnética; sus propiedades termodinámicas en equilibrio se estudiarán con Monte Carlo clásico en colaboración con el Dr. David P. Sanders. En particular las fases termodinámicas y transiciones de fase._x000D_ El Dr. David P. Sanders, junto con el estudiante de maestría Luís Enrique Quintanar Cortés, llevarán a cabo simulaciones numéricas de tipo Monte Carlo. Estas simulaciones tratarán los modelos de espines clásicos que son geometricamente frustrados._x000D_ En un primer paso, se llevarán a cabo simulaciones sobre redes dos dimensionales, como la red triangular y la red kagomé, con el fin de desarrollar las técnicas de simulación y de análisis de datos. Después, se dará continuación con la extensión a las redes frustradas tipo pirocloro en tres dimensiones._x000D_ Los modelos a tratar incluyen modelos tipo Ising, donde los espines pueden tomar valores discretos nada más. Posteriormente, se abarcará el caso más realista de espines que tomen valores continuos (modelo de Heisenberg). Se investigará el efecto de incluir interacciones a primeros y a segundos vecinos._x000D_ Las simulaciones proveerán información sobre las propiedades termodinámicas en equilibrio de los sistemas a temperatura dada, y en particular permitirán obtener información sobre los distintos tipos de ordenamiento magnético que son posibles en el sistema, así como el tipo de transiciones de fase que hay._x000D_ _x000D_ B) UCoGe_x000D_ En este compuesto tanto U como Co son magnéticos. Los términos de orbital y de espín del U son del mismo orden y prácticamente se cancelan, en este caso un tratamiento más preciso puede cambiar el resultado considerablemente, por lo que es importante trabajar con un método mas preciso como el GW._x000D_ _x000D_ C) MgB2_x000D_ En este compuesto es en el que se tiene mayor experiencia, ya se han hecho varias publicaciones sobre la correlación entre la anisotropía eléctrica de las bandas 'sigma' y Tc (temperatura crítica superconductora) (ver referencias de nuestro grupo), sin embargo no se ha tenido el impacto esperado en el medio académico debido a que la disminución de Tc otros grupos la han podido asociar a otros factores 'llenado de bandas' y endurecimiento de los fonones (Kortus, 2007)._x000D_ Se estudiará este compuesto tomando en cuenta todos estos factores. Boeri et al. (Boeri et al., 2004) presentan un método con el cual se pueden evaluar el 'llenado de bandas' y el endurecimiento de los fonones y de esta forma poder ver si la anisotropía eléctrica se tiene que tomar en cuenta explícitamente._x000D_ Jesús Vázquez Pedroza, estudiante de licenciatura, está realizando estos cálculos para el caso de que MgB2 es sometido a presión, por otro lado. Leopoldo Gómez Castillo realizará su tesis de licenciatura estudiando el caso del dopaje con Sc (Mg(1-x)ScxB2), este es un sistema más complicado ya que no se puede utilizar la aproximación de cristal virtual tan sencillamente porque al substituir con Al no se obtiene la disminución de la anisotropía que se obtiene con Sc._x000D_