Etude ab-initio des propriétés structurales et électroniques des phases polytypes cubique (3C) et hexagonale (2H, 4H et 6H) de l’Oxyde de Béryllium

Abstract

Nous présentons dans ce travail une étude théorique des propriétés structurale, électronique et dynamique des polytypes cubique (3C) et hexagonal (2H, 6H et 4H) du composé BeO en utilisant la méthode de premier principe de type-pseudopotentiel basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, DFT. Toutes les phases présentent une très forte stabilité thermodynamique vu la très faible différence d’énergie structurale avec la phase de l’état fondamentale 2H. Ce résultat ouvre la voie à la possibilité de croissance de la structure cubique et des phases wurtzites 4H et 6H par des méthodes modernes de croissance par jets moléculaires. Le calcul des fréquences de dispersion des phonons montre clairement que tous les polytypes du composé BeO sont dynamiquement stables. Le calcul des propriétés structurales montre que le paramètre de maille augmente linéairement avec l’hexagonalité h des polytypes, contrairement au rapport c/a qui décroît avec h. La structure de bandes des différents polytypes présente un gap qui varie quasi-linéairement avec l’héxagonalité. Cette tendance permet de moduler la bande interdite du composé BeO juste en changeant les séquences d’empilements sans avoir recours à d’autres stratégies comme la pression, l’utilisation des alliages ou le dopage. La polarisation spontanée croît avec l’augmentation de l’hexagonalité, ce qui nous laisse conclure que le polytypisme peut être utilisé comme un moyen pour contrôler la polarisation du matériau.