Étude des propriétés structurales, électroniques, magnétiques, mécaniques et thermodynamiques du Chalcopyrite AgGaSe2

Abstract

Nous avons étudié dans ce manuscrit les propriétés structurales, électroniques, magnétiques, élastiques et mécaniques de la chalcopyrite AgGaSe en utilisant la théorie de la fonctionnelle 2 de densité (DFT) avec la méthode FP-LAPW implémentée dans le code Wien2k, les calculs sont réalisés en traitant l’énergie d’échange et des corrélations par l’approximation du gradient généralisé GGA, et nous avons étudié même les propriétés thermodynamiques à l’aide du code gibbs2. Notre objectif initial dans ce travail était de trouver la structure la plus stable de la chalcopyrite AgGaSe par l’optimisation de l’énergie totale en fonction du volume. Le résultat 2 montre que l’état non magnétique (NM) coïncide à celui de l’état ferromagnétique (FM). Ainsi que, nos résultats des paramètres de maille optimisés sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. En ce qui concerne les propriétés magnétiques, on a déterminé le moment magnétique total, où on a trouvé qu’il est nul, un résultat qui confirme un caractère non magnétique. Les calculs effectués sur la structure électronique, à travers la structure de bandes électroniques et les densités d’états électroniques totales (TDOS) et partielles (PDOS), ont montré un caractère semi-conducteur à gap direct au point de haut symétrie Γ correspond à la transition directe entre le maximum de la bande de valence et le minimum de la bande de conduction, pour la valeur de l’énergie du gap, on a trouvé une différence remarquable entre nos résultats obtenus par l’approximation GGA et les résultats théoriques par EV-GGA et même pour les résultats expérimentaux. Les propriétés élastiques ont confirmé la stabilité mécanique pour notre composé dans la structure quadratique. En utilisant le modèle de Debye quasi-harmonique, nous avons étudié différentes propriétés thermiques: À hautes températures et pour une pression nulle, nos calculs ont montré que la capacité calorifique C s’approche graduellement de la limite de Dulong-Petit. V Selon les résultats trouvés pour la température de Debye, on constate que θ est D approximativement constante pout T < 200 K, puis elle décroît linéairement avec la température. À basse température T < 200 K, le coefficient de dilatation thermique augmente très rapidement tandis que dans des hautes températures (T > 200) il augmente lentement. Au niveau des perspectives de notre étude, elles seront tributaires des méthodes de calculs choisies et dépendront aussi des orientations. À ce propos, il pourrait être intéressant de poursuivre des investigations sur les points suivants:  Utiliser d'autres méthodes de simulation, afin de confirmer nos résultats.  Effectuer un calcul antiferromagnétique dans le but d’illustrer l’absence du magnétisme.  Effectuer un calcul des phonons pour confirmer la stabilité structurale de notre matériau.  Prédire l'évolution des propriétés structurales, élastiques, électroniques en fonction de la température.  Effectuer une étude bien détaillée quant aux propriétés optiques et optoélectroniques.  Réaliser des travaux expérimentaux sur l'élaboration et la caractérisation de ce matériau (à la limite des moyens disponibles).