| Titre : | Investigation par Wien2k du comportement magnétique,mécanique et thermodynamique du composé half-heusler half PdVTe |
| Auteurs : | Benmiloud Latifa, Auteur ; Djaafri Tayeb, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte manuscrit |
| Editeur : | Université de Saida Dr MOULAY Tahar Faculté des Sciences Département de Physique, 2018/2019 |
| Format : | 77 ص |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Index. décimale : | BUC-M 008323 |
| Catégories : |
MASTER Spécialité : PHYSIQUE Option : Physique des rayonnements |
| Résumé : |
Résumé
L’objectif de notre travail était l’étude des caractéristiques structurelles, électroniques, magnétiques et thermodynamiques de l’alliage half-Heusler PdVTe. Pour ce faire on a utilisé un calcul basé sur la théorie de la fonctionnelle de la densité DFT. Le programme de calcul est réalisés via FP-LAPW computationnelle approches dans le cadre de l’approximation des gradients généralisée GGA paramétrée par Perdew, Burke and Ernzerhof (PBE) et implémenté comme une corrélation et échange fonctionnelle autant qu’une partie de calcul de l’énergie total. La prédiction de la structure des bandes d’énergies et des densités d’états montre une forte hybridisation entre les états d des atomes des métaux de transition de forte valence (Pd) et les états d des atomes du métal de transition de faible valence (V), ce qui engendre un gap half-métallique. De plus, les densités d’états totales et partielles (DOS) et les résultats des moments magnétiques de spin montrent que ce composé est à la fois stable et half-métallique ferromagnétique idéal. Les effets du volume de la maille élémentaire sur les propriétés half-métalliques et magnétiques sont très importants. Il est intéressant de noter que nos résultats du moment magnétique total pour l’alliage PdVTe égale à 3 ?B par maille élémentaire, obéit à la règle ?tot = Zt-18. La prédiction des propriétés mécanique révèle que le composé est mécaniquement stable, dure et ductile et que les liaisons métalliques dominent. Finalement, les propriétés thermiques tel que les capacités spécifiques Cv et Cp, la température de Debye, le paramètre de Grüneisen, le module d’incompressibilité, le coefficient de dilatation thermique sont étudiées pour la première fois on utilisant le modèle de Debye. Abstract The aim of our study is the investigation of the structural, electronic, magnetic and thermodynamics characteristics of the half-Heusler, PdVTe compound the calculations are carried out by the use of the First-principles spin polarized density functional theory (DFT). Calculations are accomplished within the state of the art full-potential (FP) linearized (L) augmented plane wave (APW) computational approach framed within DFT. Generalized gradient approximation (GGA) parameterized by Perdew, Burke and Ernzerhof (PBE) is implemented as an exchange correlation functional as a part of total energy calculation. From the analysis of calculated electronic band structure as well as density of states for both compounds, a strong hybridization between d states of the higher valent transition metal (TM) atoms (Pd) and lower valent TM atoms of (V) is observed. Furthermore total and partial density of states (DOS) of ground state and the results of spin magnetic moments reveal that these compounds are both stable and ideal half-metallic ferromagnetic. The effects of the unit cell volume on magnetic properties and half-metallicity are crucial. It is worth noting that our computed results of total spin magnetic moments, for PdVTe equal to 3 ?B per unit cell, nicely follow the rule ?tot = Zt-18. The prediction of the mechanical properties reveals that the compound is mechanically stable, hard and ductile and that metallic bonds dominate. Finally, the thermodynamic properties such as the specific capacities Cv and Cp, the Debye temperature, the Grüneisen parameter, the bulk modulus, the coefficient of thermal expansion are studied for the first time using the Debye model. ﻣﻠﺨﺺ اناﻟﮭﺪف ﻣﻦ ھﺬا اﻟﻌﻤﻞ ھﻮدراﺳﺔ اﻟﺨﻮاص اﻟﺒﻨﯿﻮﯾﺔ، اﻻﻟﻜﺘﺮوﻧﯿﺔ، اﻟﻤﯿﻜﺎﻧﯿﻜﯿﺔ، اﻟﺘﺎرﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﻜﯿﺔ واﻟﻤﻐﻨﺎطﯿﺴﯿﺔ ﻟﻠﻤﺮﻛﺐ اﻟﻨﺼﻒ-ھﺎﺳﻠﺮ.PdVTeﻣﻦ اﺟﻞ ذاﻟﻚ اﺳﺘﻌﻤﻠﻨﺎ ﻧﻈﺮﯾﺔ اﻟﻜﺜﺎﻓﺔ اﻟﻮظﯿﻔﯿﺔDFT.أﺟﺮﯾﺖ اﻟﺤﺴﺎﺑﺎت ﻋﻠﻰ أﺳﺎس ﻣﻘﺎرﺑﺔ اﻟﻜﻤﻮن اﻟﺘﺎم ﻟﻠﻤﻮﺟﺎت اﻟﺨﻄﯿﺔ اﻟﻤﺘﺰاﯾﺪة(FP-LAPW)ﻣﻌﻤﻢ اﻟﺘﺪرج ﺑﺘﻘﺮﯾﺐ(GGA)ﻓﻲ إطﺎر ﻧﻈﺮﯾﺔ ﺑﺎري، ﺑﺎرك و ارﻧﺰرھﻒ(PBE)ﺑﺎﻋﺘﺒﺎرھﺎ ﺑﺎﻷﺧﺺ ﻋﻼﻗﺔ ﺗﺒﺎدل وظﯿﻔﯿﺔ أﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﻛﻮﻧﮭﺎ ﺟﺰء ﻣﻦ ﺣﺴﺎب اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﻠﯿﺔ.ﻣﻦ ﺧﻼل اﻟﺘﺤﻠﯿﻞ اﻟﺒﻨﯿﻮي ﻟﻸﺷﺮطﺔ اﻟﻄﺎﻗﻮﯾﺔ و ﻛﺜﺎﻓﺔ اﻟﻤﺴﺘﻮﯾﺎت اﻟﻤﺤﺴﻮﺑﺔ ﻣﻦ اﺟﻞ اﻟﻤﺮﻛﺐ ﻟﻮﺣﻆ ﺗﮭﺠﯿﻦ ﻗﻮي ﺑﯿﻦ اﻟﺤﺎﻻت)د(ﻟﻠﺬرات ذات اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ اﻟﻌﺎﻟﻲ (Pd)و اﻟﺤﺎﻻت)د(ﻟﻠﺬرات ذات اﻟﺘﻜﺎﻓﺆاﻟﻤﻨﺨﻔﺾ)V(ﻟﻠﻤﻌﺎدن اﻻﻧﺘﻘﺎﻟﯿﺔTM.ﻣﻦ ﺧﻼل دراﺳﺔ ﻛﺜﺎﻓﺔ اﻟﻤﺴﺘﻮﯾﺎت اﻟﻌﺎﻣﺔ و اﻟﺠﺰﺋﯿﺔ(DOS)و اﻟﻌﺰم اﻟﻤﻐﻨﺎطﯿﺴﻲ ﺗﺒﯿﻦ أن ھﺬا اﻟﻤﺮﻛﺐ ھﻮ ﻧﺼﻒﻣﻌﺪن ﻣﻤﻐﻨﻂ ﻣﺴﺘﻘﺮ.ﻛﻤﺎ أن ﺗﺄﺛﯿﺮ ﺣﺠﻢ اﻟﺨﻠﯿﺔ اﻷﺳﺎﺳﯿﺔ ﻋﻠﻰ اﻟﺨﻮاص ﻧﺼﻒ ﻣﻌﺪﻧﯿﺔ و اﻟﻤﻐﻨﺎطﯿﺴﯿﺔ ﻛﺒﯿﺮ.اﻧﮫ ﻟﻤﻦ اﻟﻤﮭﻢ اﻹﺷﺎرة إﻟﻰ أنﻧﺘﺎﺋﺠﻨﺎ ﻓﻲ ﻣﺎ ﯾﺨﺺ اﻟﻌﺰم اﻟﻤﻐﻨﺎطﯿﺴﻲ اﻟﻜﻠﻲ ﻟﻠﻤﺮﻛﺐPdVTeﯾﺴﺎوي3 μBﺗﺨﻀﻊ ﻟﻠﻘﺎﻋﺪة= ZT-18μtot.ان ان دراﺳﺔ اﻟﺨﻮاص اﻟﻤﯿﻜﺎﻧﻜﯿﺔ ﺑﯿﻨﺖاﻟﻤﺮﻛﺐ ﻣﺴﺘﻘﺮ ﻟﯿﻦ و ان اﻟﺮواﺑﻂ اﻟﻤﻌﺪﻧﯿﺔ ھﻲ اﻟﻤﺴﯿﻄﺮة.و اﺧﯿﺮا ﺗﻤﺖ دراﺳﺔ اﻟﺨﻮاص اﻟﺘﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﻜﯿﺔ ﻣﺜﻞ اﻟﺴﻌﺎتCvوCp،درﺟﺔ ﺣﺮارةدوﺑﺎي، ﻣﻌﺎﻣﻞ ﻏﺮﻧﺸﻦ، ﻣﻌﺎﻣﻞ اﻻﻧﻀﻐﺎط و ﻣﻌﺎﻣﻞ اﻟﺘﻤﺪد اﻟﺤﺮاري ﻷول ﻣﺮة. |
| Note de contenu : |
Table des matières
Dédicace Remerciements Résumé Abstract ﻣﻠﺨﺺ Table des matières Liste des tableaux Liste des figures Introduction générale………………………………………... 01 Références Bibliographique….……………………………… 04 Chapitre I :Théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) I. Introduction………………………………………………... 05 I.1. L’équation de Schrödinger d’un solide cristallin……….. 06 I.1.1. L’approximation de Born Oppenheimer………......... 07 I.1.2. L'approximation de Hartree-Fock………………….... 08 I.2. La théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT)…….... 09 I.2.1. Les théorèmes de Hohenberg-Koh…………………... 13 a) Le premier théorème……………………………………. 13 b) Le deuxième théorème (principe variationnel)…………. 13 I.2.2. Approche de Kohn-Sham…………………………… 14 I.3. Potentiel d’échange et corrélation LDA et GGA……….. 15 I.3.1. Approximation de la densité locale (LDA)……….... 16 I.3.2. Approximation du gradient généralisé (GGA)......... 18 Références bibliographiques………………………………... 19 V Chapitre II : Spintronique II.1.Introduction…………………………………………... 20 II.2.Les débuts de la spintronique…………………………… 22 II.3. La magnétorésistance géante et les têtes de lecture pour disques durs………………………………………………….. 23 II.4. La magnétorésistance tunnel et les mémoires magnétiques à accès aléatoire……………………………… 25 II.5. L’injection de spin et les composants actifs…………… 27 II.6. Les semi-conducteurs magnétiques et l’intégration ultime. 28 II7. Conclusion……………………………………………... 29 Références bibliographiques………………………………... 31 Chapitre III :Investigation des propriétés Physiques de l’alliage PdVTe par la méthode FP-LAPW III.1 Introduction…………………………………………... 31 III.2 L’électronique de spin (spintronique)………………... 32 III.3 Définition d’un matériau half-métallique……………. 33 III.4 Description des éléments du composé PdVTe……….. 34 III.4.1 Le palladium………………………………….. 35 III.4.2 Le vanadium…………………………………... 36 III.4.3 Le tellure………………………………………….. 36 III.4 Structure du composé PdVTe………………….......... 37 III.5 Les détails de calcul…………………………….......... 39 III.6 Résultats et discussion………………………………… 39 III.6.1. Les propriétés électroniques et magnétiques…….... 39 III.6.2. L’origine de l’écart half-métallique…………......... 41 III.6.3. Les propriétés mécaniques…………………… 46 III.7. Les propriétés thermodynamique………………..……. 48 VI III.8. Conclusion……………………………………………... 53 III.9. Perspective………………………………….................. 54 Référence bibliographiques..………………………………… 55 |
Exemplaires
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