Titre : | Etude de premier principe de la structure électronique des composés Thallium-V (V = N, P et As) | Type de document : | document électronique | Auteurs : | MAZOUZ Hadj Moulay Ahmed, Auteur | Année de publication : | 2016 | Importance : | 147 p. | Accompagnement : | CD | Langues : | Français (fre) | Catégories : | Physique:Physique de la matière condensée
| Mots-clés : | Premier principe - DFT - Thallium - Phonons - Transition de phase - Propriétés thermodynamiques. | Résumé : | Ce travail de thèse s’intéresse à l’étude de la structure électronique des composés III-V à base de thallium Tl-V (V=N, P et As) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) en utilisant une méthode tous électrons (FP-LAPW) et une méthode de type pseudopoentiel.
Ces alliages sont potentiellement intéressants pour des applications optoélectroniques. De ce fait, il est très important de connaitre leur structure fondamentale.
Parmi les structures NaCl, CsCl, ZnS et wurtzite, nous avons montré que le TlN cristallise dans la structure wurtzite alors que le TlP et TlAs ont pour structure fondamentale la structure cubique du ZnS (zinc blende). Il est à noter que le TlN a le même comportement que les autres nitrures (AlN, GaN et InN) à savoir que la différence d’énergie totale entre la structure zinc blende et la structure wurtzite est très faible montrant ainsi que ce matériau peut être synthétisé dans les deux phases. De plus, et sous l’effet de la pression, ces matériaux subissent une transition de phase vers la structure rocksalt du NaCl.
Le calcul de la structure de bandes électroniques nous a permis de conclure que tous ces composés présentent un caractère métallique (i.e. gap négatif).
Pour ce qui est des propriétés de liaison, la densité d’états électroniques (DOS) montre clairement que le top de la bande de valence est formé principalement par les états p de l’anion (N, P et As) avec une très faible contribution des états p du thallium, donnant ainsi naissance à un très fort caractère ionique (i.e. un très fort transfert de charge du cation vers l’anion).
L’étude nous a permis également de calculer les constantes élastiques des composés Tl-V dans les deux phases cubiques zinc blende et rocksalt par la méthode FP-LAPW et les propriétés mécaniques (module de cisaillement, coefficient de Poisson, module de Young et température de Debye) de ces composés dans la structure zinc blende.
Le calcul des courbes de dispersion des phonons des composés Tl-V à l’équilibre nous a permis de confirmer la stabilité structurale. En effet, ces courbes dans leur structure fondamentale ne présentent pas de fréquences négatives indiquant ainsi leur stabilité dynamique.
Nous avons aussi calculé les courbes de dispersion des phonons à différentes pressions dans le but de déterminer les pressions de transition de phase (ZnS) → (NaCl). Ces pressions correspondent aux phonons présentant la signature d’une instabilité dynamique (i.e., fréquences négatives). Il est clair aussi que ces calculs de pression de transition de phase ont un caractère prédictif.
En dernier lieu, nous nous sommes consacrés aux propriétés thermodynamiques des composés Tl-V, et particulièrement à l’étude de quelques grandeurs thermodynamiques fondamentales (l’entropie, l’énergie interne, la chaleur spécifique, l’énergie libre de vibration et le déplacement quadratique moyen) en fonction de la température
| Directeur de thèse : | FERHAT Mohamed |
Etude de premier principe de la structure électronique des composés Thallium-V (V = N, P et As) [document électronique] / MAZOUZ Hadj Moulay Ahmed, Auteur . - 2016 . - 147 p. + CD. Langues : Français ( fre) Catégories : | Physique:Physique de la matière condensée
| Mots-clés : | Premier principe - DFT - Thallium - Phonons - Transition de phase - Propriétés thermodynamiques. | Résumé : | Ce travail de thèse s’intéresse à l’étude de la structure électronique des composés III-V à base de thallium Tl-V (V=N, P et As) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) en utilisant une méthode tous électrons (FP-LAPW) et une méthode de type pseudopoentiel.
Ces alliages sont potentiellement intéressants pour des applications optoélectroniques. De ce fait, il est très important de connaitre leur structure fondamentale.
Parmi les structures NaCl, CsCl, ZnS et wurtzite, nous avons montré que le TlN cristallise dans la structure wurtzite alors que le TlP et TlAs ont pour structure fondamentale la structure cubique du ZnS (zinc blende). Il est à noter que le TlN a le même comportement que les autres nitrures (AlN, GaN et InN) à savoir que la différence d’énergie totale entre la structure zinc blende et la structure wurtzite est très faible montrant ainsi que ce matériau peut être synthétisé dans les deux phases. De plus, et sous l’effet de la pression, ces matériaux subissent une transition de phase vers la structure rocksalt du NaCl.
Le calcul de la structure de bandes électroniques nous a permis de conclure que tous ces composés présentent un caractère métallique (i.e. gap négatif).
Pour ce qui est des propriétés de liaison, la densité d’états électroniques (DOS) montre clairement que le top de la bande de valence est formé principalement par les états p de l’anion (N, P et As) avec une très faible contribution des états p du thallium, donnant ainsi naissance à un très fort caractère ionique (i.e. un très fort transfert de charge du cation vers l’anion).
L’étude nous a permis également de calculer les constantes élastiques des composés Tl-V dans les deux phases cubiques zinc blende et rocksalt par la méthode FP-LAPW et les propriétés mécaniques (module de cisaillement, coefficient de Poisson, module de Young et température de Debye) de ces composés dans la structure zinc blende.
Le calcul des courbes de dispersion des phonons des composés Tl-V à l’équilibre nous a permis de confirmer la stabilité structurale. En effet, ces courbes dans leur structure fondamentale ne présentent pas de fréquences négatives indiquant ainsi leur stabilité dynamique.
Nous avons aussi calculé les courbes de dispersion des phonons à différentes pressions dans le but de déterminer les pressions de transition de phase (ZnS) → (NaCl). Ces pressions correspondent aux phonons présentant la signature d’une instabilité dynamique (i.e., fréquences négatives). Il est clair aussi que ces calculs de pression de transition de phase ont un caractère prédictif.
En dernier lieu, nous nous sommes consacrés aux propriétés thermodynamiques des composés Tl-V, et particulièrement à l’étude de quelques grandeurs thermodynamiques fondamentales (l’entropie, l’énergie interne, la chaleur spécifique, l’énergie libre de vibration et le déplacement quadratique moyen) en fonction de la température
| Directeur de thèse : | FERHAT Mohamed |
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