Structure Electronique, Magnétique et Optique des Composés II-VI Dopés Terres Rare et Métaux de Transition

Abstract

ZnS et le CdS présentent un intérêt industriel et technologique en optoélectronique (cellules photovoltaïques, diodes laser, etc.) et en spintronique. Ce travail de thèse vise à étudier l'effet du dopage et du co-dopage par les métaux de transition et les terres rares sur les propriétés structurales, électroniques, magnétiques et optiques des composés II-VI afin d'améliorer leurs propriétés pour déterminer de nouveaux matériaux pour des nouvelles applications optoélectroniques et spintroniques. Nous avons utilisé la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) basée sur la théorie de la fonctionnelle de densité DFT implémentée dans le code Wien2K avec les approximations GGA et GGA + U (U, le paramètre de Hubbard). Le dopage de ZnS présente un caractère semi-conducteur avec MT et Eu, et un caractère demi-métallique avec TR, des moments magnétiques intéressants se manifestant sur la structure. Les propriétés optiques calculées prouvent que les systèmes étudiés sont de bons candidats pour des applications optoélectroniques par effet d'interaction f et d, fonctionnent dans la gamme visible-UV et même IR. ZnS:Co, Cr et ZnS:Co, Sm sont stables dans la phase AFM. Les résultats montrent la variation des écarts avec co-dopage par MT et TR. Les deux systèmes ont de bonnes propriétés dans la région UV. L'effet du dopage et du co-dopage par Gd et (Gd, Mn) sur les propriétés structurales, électroniques, magnétiques et optiques du CdS sont étudiés, et les résultats montrent un caractère métallique AFM du CdS:Gd et un caractère FM de comportement demi-métallique de CdS:(Gd, Mn). Les deux systèmes ont un décalage important vers le rouge et ont une forte absorption de la lumière dans les régions visible et UV