Etude des Propriétés Optoélectroniques, Magnétiques et Thermodynamiques des Pérovskites et des Doubles Pérovskites

Abstract

Résumé : Cette thèse présente une étude théorique réalisée par les méthodes de premiers principes dite «ab-initio». Ces méthodes ont été entreprises pour le calcul en se basant sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, implémentée dans le programme Wien2k. L’approximation GGA a été utilisée pour le terme du potentiel d'échange et de corrélation. Une nouvelle approximation mBJ a été utilisée pour le calcul de la structure de bande. Dans ce travail, nous avons calculé les propriétés structurales, électroniques, magnétiques, optiques et thermodynamiques des pérovskites simples de type LaBO3 (B= Co,Fe, Mn), et des doubles pérovskites de type Ca2XNbO6 (X=Co,Cr,Mn). Les propriétés structurales des matériaux LaBO3 étudiés ont montré qu’ils sont stables dans la structure cubique, et les matériaux Ca2XNbO6 sont stables dans la phase ferrimagnétique. Les propriétés électroniques représentées par les densités d’état et par les structures de bandes nous ont permis d’obtenir des composés à caractère demi métallique. Les propriétés magnétiques montrent que le moment magnétique total de chaque matériau considéré est entier, et il prend son origine du moment magnétique de l’atome de transition. Les propriétés optiques ont été déterminées seulement pour les composés LaCoO3 et Ca2CrNbO6. Le résultat obtenu montre que ces matériaux peuvent être utilisés dans les dispositifs optoélectroniques à base d'UV. Enfin, à l’aide du modèle de Debye quasi harmonique tel qu'il est implémenté dans le code GIBBS, nous avons présenté une étude prédictive sur l’influence de la température et la pression sur le composé Ca2CoNbO6.

Abstract This thesis presents a theoretical study carried out by first principles methods «ab-initio». This methods are carried out using the density functional theory formalism as implemented in Wien2k package. The approximation GGA was used for the exchange-correlation potential. The recently proposed modified Becke Johnson (mBJ) potential approximation, was also used for band structure calculations. In this work, we have calculated the structural, electronic, magnetic, optical and thermodynamic properties of the perovskites of the type LaBO3 (B=Co,Fe,Mn) and double perovskites of the type Ca2XNbO6 (X=Co,Cr,Mn). The structural properties showed that all the compounds LaBO3 examined are stable in the cubic structure, and the compounds Ca2XNbO6 are stable in the ferrimagnetic. The electronic properties represented by the densities of state and the band structures allowed to obtain Half-metallic character. The total magnetic moment is mainly due to the magnetic moment of the transition metal. The optical properties were determined only for LaCoO3 and Ca2CrNbO6. The result found shows that this compounds can be used in UV-based optoelectronic devices. Finally using the quasi-harmonic Debye model as implemented in the GIBBS code, we presented a prediction study about the influence of temperature and pressure on Ca2CoNbO6 compound.

ملخص: تقدم هده االرطوحة دراس نظوي ثم اجواؤها بنظويات المبدأ األحل «initio-ab . «استعملت في الحساب في ارطار نظوي الكثاف الوظيفي )DFT ) المزحدة في بونامج Wien2k .التقويب التدرج المعمم GGA استعمل لحساب كمون التبادل- االرتباط )XC .)استخدمنا نظوي جديدة mBJ لحساب عصابات الطاق . حفي هدا العمل قمنا بدراس الخصائص الهيكلي ، المغنارطيسي ، االلكتوحني ، الضوئي حالحواري للبيوحفيسكات من النوع =B (LaBO3 Mn,Fe, Co ,)ح ثنائي البيوحفيسكات من النوع Ca2XNbO6 (Mn,Cr, Co= X .)اظهوت الخصائص التوكيبي ان الموكبات LaBO3 التي تم فحصها مستقوة في التوكيب المكعب ، حالموكبات Ca2XNbO6 مستقوة في الطور الكهوحمغنارطيسي فيويمانتيك . الخصائص االلكتوحني الممثل بكثاف الدحل ح بهيكل الفوق بالحصول على موكبات لها رطابع شبه معدني. الخصائص المغنارطيسي اظهوت ان العزم المغنارطيسي الكلي عدد كامل ح يو جع بشكل أساسي الى العزم المغنارطيسي للمعدن االنتق الي X .ثم تحديد الخصائص الضوئي فقط ل LaFeO3 ح Ca2CrNbO6 , النتيج بينت ان هدان الموكبان يمكن استخدامهما في األجهزة البصوي االلكتوحني المستندة على االشع الفوق بنفسجي . حأخيوا باستخدام نموذج Debye شبه توافقي، الدي تم تطبيقه في ةساب GIBSS قدمنا دراس توقعيه لتأثيو درج الحواري حالضغط على موكبناCa2CoN