Layered transition metal oxidesmagnetic properties and excitations

Résumé

Esta tesis tiene como objetivo el estudio de las propiedades magnéticas y ópticas de diversos materialessemiconductores. Siguiendo esta temática, el análisis se ha dividido en dos partes: (i) estudio de laspropiedades magnéticas de los óxidos semiconductores compuestos por capas, y (ii) cálculo de lasenergías de unión de los excitones en sólidos semiconductores y aislantes. En la primera parte,analizamos las propiedades magnéticas de los óxidos compuestos por capas. Estudiamos primero elmagnetismo del mineral ilmenita CoTiO3, que presenta una anisotropía magnética fuera del plano, unhecho que parece contradecir los experimentos, pero que encontramos que se puede explicar estudiandoel doping del compuesto. Después, extendemos el análisis del titanato de cobalto a toda la familia deilmenenos bidimensionales exfoliados de sus respectivas ilmenitas, TMTiO3 (donde TM = V, Cr, Mn, Fe,Co, Ni, Cu, Zn). En la segunda parte de la tesis estudiamos en las propiedades ópticas de lossemiconductores. En concreto, el cálculo de las energías de enlace de los excitones, utilizando la teoríadel funcional de la densidad dependiente del tiempo (Time-Dependent Density Functional Theory,TDDFT, en inglés). Analizamos el efecto del término singular de la interacción Coulombiana en lasenergías de ligadura de excitones, y proponemos un nuevo kernel basado en regularizar dicho término.