Etude Ab-initio des Propriétés Structurales, Electroniques, Magnétiques et Optiques De l’oxyde De Perovskite NdCrO3

Abstract

In this study, structural, electronic, magnetic et optic properties of NdCrO3perovskite oxide is investigated using the full-potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method within the density functional theory (DFT). The exchange and correlation potential is treated by three approximations: Generalized Gradient approach of Perdew, Burke and Ernzerhof (GGA-PBE), GGA plus band correlated Hubbard parameter (GGA+U) and GGA plus Tran-Blaha-modified Becke–Johnson (TB-mBJ-GGA). The calculated structural parameters agree well with the experimental measurements. The results of the density of states and electronic band structures show that NdCrO3 is half-metallic in nature. The magnetic study reveals the ferromagnetic behavior for this compound with integer value of 6 μB which confirms the half metallicity for studied compound. Moreover, the optical properties are studied for the first time. The dielectric function, the optical reflectivity and the absorption coefficient are consistent with the band structure and density of state results which makes our material promising candidates for optoelectronic and spintronic applications. Key Words: FP-LAPW, DFT, Optoelectronic properties, Magnetic properties

Résumé Dans cette étude, Les propriétés structurales, électroniques, magnétiques et optiques de l'oxyde de perovskite NdCrO3 sontétudiées en utilisant la méthode FP-LAPW dans le cadre de la théorie fonctionnelle de ladensité (DFT). Le potentiel d'échange et de corrélation est traité par trois approximations: gradient généralisé de Perdew, Burke et Ernzerhof (GGA-PBE), GGA+U et GGA plus BeckeJohnson modifiée par Tran-Blaha (TB-mBJ-GGA). Les paramètres structurales calculés concordent bien avec les data expérimentales. Les résultats de la densité des états et des structures de bandes électroniques montrent que le NdCrO3 est de nature demi-métallique. L'étude magnétique révèle le comportement ferromagnétique de ce composé avec une valeur entière de 6 μB qui confirme la demi-métallicité du composé étudié. De plus, les propriétés optiques sont étudiées pour la première fois. La fonction diélectrique, la réflectivité optique et le coefficient d'absorption sont conformes aux résultats de lastructure des bandes et de la densité d'état, ce qui fait de notre matériau un candidat prometteur pour des applications optoélectroniques et spintroniques. Mots-clés: FP-LAPW, DFT, Propriétés optoléctroniques, Propriétésmagnétique. ملخص : في هذه الدراسة ، الخصائص الهيكلية والالكترونية والمغناطيسية والديناميكية الحرارية للمركبNdCrO3 يتم دراستها باستخدام طريقةFP-LAPW كجزء من نظرية الكثافة الوظيفية (DFT). يتم التعامل مع إمكانات التبادل والارتباط من خلال ثلاثة تقديرات تقريبية: التدرج المعمم لكل من Perdew و Burke و Ernzerhof) GGA-PBE) و GGA + U و GGA المعدل بواسطة TB-mBJ-GGABecke-Johnson .تتوافق المعلمات الهيكلية المحسوبة جيدًا مع القياسات التجريبية. تظهر نتائج كثافة الحالات وهياكل النطاق الإلكتروني أن NdCrO3 ذات طبيعة شبه معدنية. تكشف الدراسة المغناطيسية عن السلوك المغناطيسي لهذا المركب بقيمة صحيحة تبلغ 6 μB والتي تؤكد حالة نصف المعدن للمركب المدروس. بالإضافة إلى ذلك ، تمت دراسة الخصائص البصرية لأول مرة. تتوافق وظيفة العازل الكهربائي ، الانعكاسية البصرية ومعامل الامتصاص مع نتائج كثافة الحالات وهياكل النطاق الإلكتروني ، مما يجعل المواد المرشحة الواعدة لدينا للتطبيقات الإلكترونية الضوئية والسبينترونية. الكلمات الرئيسية: FP-LAPW ،DFT ، الخصائص البصرية الإلكترونية ، الخصائص المغناطيسية.