Étude des propriétés électroniques, magnétiques et thermoélectriques des heusler appliqués aux systèmes embarqués de télécommunications

Abstract

Dans ce travail, nous avons étudié les propriétés physiques d’une nouvelle classe d’alliages Heusler quaternaires d0 RbCaYF (Y = C, N, Si et Ge). Afin de prédire leurs différentes propriétés, nous avons réalisé des simulations en utilisant la méthode des Ondes Planes Augmentées Linéarisées avec orbitales locales (FP-LAPW), fondée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Les calculs ont été effectués dans le cadre de l’approximation du gradient généralisé (GGA) proposée par Perdew-Burke-Ernzerhof, ainsi que de l’approximation de Becke–Johnson modifiée (mBJ) pour le traitement du terme d’échange-corrélation. Ces méthodes sont implémentées dans le code WIEN2k. Par ailleurs, le code BoltzTraP a été utilisé pour l’évaluation des propriétés thermoélectriques. Cette approche nous a permis de déterminer les paramètres structuraux à l’équilibre, tels que le paramètre de maille (a0), le module de compressibilité (B) ainsi que sa première dérivée par rapport à la pression (B′).Tous les matériaux étudiés présentent une structure cristalline stable de type Y(III) en phase ferromagnétique. De plus, les propriétés élastiques des composés RbCaYF (Y= Si et Ge) révèlent qu’ils sont élastiquement stables, anisotropes et présentent un caractère ductile. La structure électronique de ces composés, révélée par les calculs de structure de bandes et de densité d'états pour les deux canaux de spin, présente un comportement demi-métallique ferromagnétique avec une demi-métallicité robuste. Leurs moments magnétiques sont entiers et s’accompagnent d’une polarisation absolue de 100 % autour du niveau de Fermi. Par ailleurs, les valeurs élevées du facteur de mérite ZT prédisent d'excellentes performances thermoélectriques pour ces alliages Heusler de type d0. Ces résultats ouvrent la voie à l'utilisation de ces matériaux dans le développement de dispositifs spintroniques et thermoélectriques innovants pour les systèmes embarqués de télécommunication.