Calcolo a principi primi delle proprietà fisiche del niobato di litio

La particolare configurazione cristallina del niobato di litio (LiNbO3), che manca di simmetria rispetto ad inversione spaziale, risulta in particolari proprietà fisiche come la ferroelettricità, la birifrangenza, la piezoelettricità, la piezoelettricità, e una marcata non-linearità delle proprietà ottiche. Questo permette diversi impieghi come in trasduttori acusto-elettrici, in moltiplicatori di frequenza ottica e in fibre ottiche. Inoltre, il niobato di litio dopato con ioni di ferro esibisce l’effetto fotogalvanico. L'obiettivo della tesi sarà il calcolo a princi-primi di una comprensiva serie di proprietà fisiche di tale materiale utilizzando il metodo della teoria del funzionale della densità (DFT). In particolare sarà importante l’analisi dell’effetto sulle proprietà calcolate della scelta dell’approssimazione per il funzionale di correlazione e scambio. Per prima cosa verranno valutati i parametri strutturali della cella cristallina sia nella fase para-elettrica sia in quella ferro-elettrica. Poi si passerà alla struttura a bande valutando gli effetti delle diverse approssimazione scelte. Il passo successivo sarà il calcolo delle proprietà di risposta lineare quali i modi vibrazionali e la loro dispersione, il tensore dielettrico e il tensore piezoelettrico. Infine si valuteranno le proprietà dielettriche non lineari. Verrà utilizzato il pacchetto software Quantum-Espresso che supporta il metodo della fase di Berry per il calcolo della polarizzazione e per l’inserimento di campi elettrici omogenei.