Surface (001) de SrTiO3



Nous présentons des résultats obtenus pour la surface (001) du titanate de strontium à l’aide de simulations numériques utilisant les potentiels semi-empiriques développés dans le groupe. Cette surface peut présenter deux terminaisons, toutes deux observées simultanément expérimentalement.



Pour de valider le modèle énergétique qui a été ajusté sur les propriétés de volume, nous présentons la comparaison des relaxations atomiques normales à la surface obtenues par le modèle et par calculs ab initio. L’accord est remarquable et ces résultats montrent de plus que ce sont les cations qui relaxent le plus, et ce vers le volume de l’oxyde, laissant ainsi l’anion en surface.



Une question que l’on peut alors se poser alors est celle de la stabilité relative de ces deux surfaces et si celle-ci varie en température. Ceci nécessite le calcul des énergies de surface pour les deux terminaisons, ce qui est difficile à obtenir par calcul ab initio. En effet, à 0 Kelvin, ceux-ci conduisent à une énergie de surface moyenne, à laquelle se compare là-encore très bien celle obtenue à l’aide du modèle. A températures non nulles, il est encore extrêmement difficile d’obtenir des résultats fiables en ab initio et les modèles semi-empiriques permettent alors de prendre le relai.

Dans le cas présent, nos calculs montrent que la surface avec des terminaisons de type TiO2 est la plus stable sur une large gamme de température.