Effet du métal de transition sur les propriétés électroniques des composés Full Heusler Co2YAl ( Y=Cr, Mn et Cu)

Abstract

Dans ce travail nous avons utilisé le calcul ab-initio, dans le cadre de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) implémentée dans le code Wien2k, pour étudier les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des composés Co2YAl (Y=Cr, Mn, Cu). Les calculs ont été réalisés en utilisant l’approximation du gradient généralisé (GGA). Le but initial était de trouver la structure et la phase la plus stable pour chaque composé, moyennant le calcul de l’énergie totale en fonction du volume. Les résultats trouvés montrent que les composées Co2MnAl et Co2CrAl préfèrent la structure full-Heusler (Cu2MnAl) ferromagnétique. Par contre le composé Co2CuAl possède la structure inverse-Heusler (Hg2CuAl) ferromagnétique. Les paramètres structuraux trouvés sont en bon accord avec les résultats théoriques et expérimentaux existants. Cette première partie est primordiale pour la détermination des propriétés électroniques et magnétiques de ces composés. Les matériaux Co2MnAl et Co2CrAl présentent un caractère demi-métalique, avec une polarisation en spin de 100 et 57,58% respectivement. Par contre le composé Co2CuAl dans sa phase inverse- Heusler présente un caractère métallique pour les deux états de spin. Le moment magnétique total calculé est de 4 μB, 3μB et 2.48 pour le Co2MnAl, le Co2CrAl et le Co2CuAl respectivement, et suit bien la règle de Slater-Pauling. Le gap de bandes des spins minoritaires dans les matériaux étudiés est un gap indirect dans la direction [Γ-X] et provient essentiellement de la forte hybridation entre les états d de valence élevée et les atomes du métal de transition de valence inférieure. L’origine de ce gap est liée à la différence d'énergie entre les états eg et t2g de l’atome de Cobalt.