Étude AB-initio des propriétés physiques des composés Heuslers

Abstract

Cette étude s’intéresse à l’analyse approfondie des propriétés structurales, optoélectroniques, magnétiques et thermoélectriques des alliages Heusler quaternaires IrCoTiZ (Z = Si, Sn, Pb), à partir de calculs ab initio fondés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), réalisés à l’aide du code Wien2k. Les résultats mettent en évidence le fort potentiel de ces composés pour des applications spintroniques fonctionnant à haute température, attribuable à la stabilité de leur phase ferromagnétique et à des températures de Curie théoriquement prédites élevée à la température ambiante. L’étude de la structure électronique montre la présence d’un gap semiconducteur dans le canal de spin minoritaire, tandis que le canal de spin majoritaire conserve le caractère métallique. IrCoTiSi présente une forte absorption dans le domaine visible et le domaine ultraviolet, ce qui met en évidence la possibilité à avoir des applications optoélectroniques. L’analyse thermoélectrique indique que IrCoTiPb et IrCoTiSn se comportent comme des matériaux de type p, tandis que IrCoTiSi présente un caractère mixte n-type et p-type. Bien que l’efficacité thermoélectrique soit modérée aux basses et moyennes températures, la combinaison unique de propriétés semi-conductrices à gap de spin nul dans ces alliages souligne leur potentiel pour le développement de dispositifs en spintronique, optoélectronique et thermoélectricité.