Modélisation des propriétés structurales, électroniques et magnétiques des doubles pérovskites type A2MnXO6

Abstract

Résumé : Dans ce travail de recherche, nous avons étudié les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des oxo-manganèse de structure pérovskite double ayant une formule généraleA2MnB’O6 avec (A = Sr ou Ba, et B’ = W ou Re). Cette étude est faite par la méthode des ondes planes linéairement augmentées sous un potentiel total(FP-LAPW)dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) implémentée dans le code Wien2k. Le potentiel d’échange et de corrélation a été traité par différentes approximations GGA, GGA+U et mBJ +(GGA+U). Les résultats d’optimisations ont montré que seul lecomposéBa2MnWO6 est stable dans un état antiferromagnétique (AFM), les autres, le sont dans un état ferrimagnétique (FiM). Les propriétés électroniques ontmontré une polarisation de spin P=100% au niveau de Fermi etrévéléun caractère demi-métallique avec des demi-gap indirects de valeurs (2.1, 2.9 et 4.1 eV) pour les trois composés FiMrespectivement (Sr2MnReO6, Ba2MnReO6et Sr2MnWO6) candidats à la spintronique. Un caractère métallique faible est obtenu pour le composé AFM. Les propriétés magnétiques ont montré que le moment magnétique total de (4 µB, 4 µB et 5 µB) pour ces composés FiM est dû principalement au atomes du manganèse Mn. Mots Clés : Spintronique, pérovskitedouble, DFT, GGA, GGA+U, mBJ+(GGA+U) et Wien2k.

Abstract: In this research work, we studied the structural, electronic and magnetic properties of double perovskite manganese oxides with a general formula A2MnB'O6 where (A = Sr or Ba, and B’ = W or Re). This study used the full-potential linearized augmented plane waves (FP-LAPW) method in the framework of the density functional theory (DFT) implemented in the Wien2k code. The exchange and correlation potential was processed by different approximations GGA, GGA+U and mBJ+(GGA+U). Optimization results showed that the only the compoundBa2MnWO6 is stable in the antiferromagnetic state (AFM), the others ones are stable in the ferrimagnetic state (FiM).The study of the electronic properties showed a P=100% spin polarized at the Fermi level and revealed a half-metallic character with indirect half-gap valued at (2.1, 2.9 & 4.1 eV) for the three FiMcompounds (Sr2MnReO6,Ba2MnReO6& Sr2MnWO6) which are spintronic’scandidates. The AFM Ba2MnWO6 was found weakly metallic. Finally, the magnetic properties have shown that the total magnetic moment values of (4, 4 & 5 µB) are due mainly to the manganese atoms. Keywords: Spintronic, double perovskite, DFT, GGA, GGA+U, mBJ+(GGA+U) and Wien2k.

ملخّص: في هذا البحث، قمنا بدراسة الخصائص الهيكلية والإلكترونية والمغناطيسية لأوكسيدات المنغنيز مزدوجة البيروفسكايت ذات الصيغة العامة A2MnB'O6 حيث (A = Sr, Ba)، و.(B’ =W, Re)إستخدَمت هذه الدراسة طريقة الموجات المستوية المتزايدة خطيا مع الكمون الكلي (FP-LAPW) في إطار النظرية الوظيفية للكثافة (DFT) المدمجة في برنامج. Wien2kتمت معالجة كمون التبادل و الترابط من خلال تقديرات تقريبية مختلفة مثل GGA و GGA+U و mBJ+(GGA+U) . أظهرت نتائج التحسين أن المركّبات Sr2MnWO6و Ba2MnWO6 مستقرة في الطور المغناطيسيالمضاد(AFM) ، في حين أن المركّبات Sr2MnReO6 و Ba2MnReO6 مستقرة في الطور الحديدي (FiM) . أظهرت دراسة الخواص الإلكترونيةاستقطابا كاملا 100٪ عند مستوى فرمي(Fermi). وكشفت عن الطابعالنصف معدني للمركبات Sr2MnReO6 ، Ba2MnReO6و Sr2MnWO6مع وجود فجوة غيرمباشرة.في حين أنالمركب Ba2MnWO6أظهر طابعا معدنيا.وأخيرًا، أظهرت الخصائص المغناطيسية أن العزم المغناطيسي الإجمالي (4 ،4 و 5 مكرو بور) يرجع بشكل رئيسي إلى ذرات المنغنيز.

الكلمات الرئيسية:إلكترونيك السبين،البيروفسكايتالمزدوج ،DFT،GGA ، GGA+U، mBJ+(GGA+U)وWien2k