Investigation théorique des propriétés structurales, magnétiques et thermoélectriques des alliages heusler

Abstract

Dans notre étude on a porté un intérêt au matériau Cs2CrGe comme alliages Full-Heusler en se basant sur le code wien2k qui fonctionne sous une plateforme UNIX, il est écrit en Fortran et composé de plusieurs programmes liés par des scripts c-shell plus une interface graphique appelée Wien2web pour faciliter la manipulation. Le wien2k permet de calculer différents propriétés : structurales, élastiques, électroniques, magnétiques, optiques thermodynamiques et etc…. Notre matériau Cs2CrGe est stables dans la phase FM type 2, et se comporte comme demi-métallique de manière significative avec la température. Pour les propriétés électroniques, la structure de bande du Cs2CrGe , montre la présence d’un gap indirect pour le spin bas où le minimum de la bande de conduction est situé au point gamma et le maximum de la bande de valence est situé au point X avec une valeur de gap égale à 0.4631 ev pour la GGA, et 1.4339 ev pour l’mBJ. Cependant, pour le spin haut un chevauchement de band au niveau de Fermi est observé. En conséquence, le spin bas possède un caractère semiconducteur et le spin haut possède un caractère métallique. Le composé Cs2CrGe a des applications potentielles dans l'industrie thermoélectrique. La génération de puissance thermoélectrique (P) augmente avec la température donc notre matériau donne de bons résultats pour une application thermoélectrique. Mots clés : Alliage Heusler, DFT, conductivité, moment magnétique, approximation GGA. Abstract : In our study we took an interest in the Cs2CrGe material as Full-Heusler alloys based on the wien2k code which works on a UNIX platform, it is written in Fortran and composed of several programs linked by c-shell scripts plus an interface graphic called Wien2web for easy handling. The wien2k allows to calculate different properties: structural, elastic, electronic, magnetic, thermodynamic optics and etc…. Our Cs2CrGe material is stable in the FM type 2 phase, and behaves as semi-metallic significantly with temperature. For the electronic properties, the band structure of Cs2CrGe, shows the presence of an indirect gap for the low spin where the minimum of the conduction band is located at the gamma point and the maximum of the valence band is located at the point X with a gap value equal to 0.4631 ev for the GGA, and 1.4339 ev for the mBJ. However, for the high spin a band overlap at the Fermi level is observed. Consequently, the low spin has a semiconductor character and the high spin has a metallic character. The compound Cs2CrGe has potential applications in the thermoelectric industry. The generation of thermoelectric power (P) increases with temperature therefore our material gives good results for a thermoelectric application. Key words: Heusler alloy, DFT, conductivity, magnetic moment, GGA approximation