L’effet de la dilatation thermique sur certains paramètres physiques d’un solide cristallin - BELBEY, Linda (My University, 2021)
L’étude effectuée dans ce mémoire est basée sur le modèle des électrons libres et celui des électrons faiblement liés. Nous nous sommes intéressés à quelques paramètres physiques connus pour être des caractéristiques de certains types de cristaux et nous les avons développés avec comme objectif visé: observer leur comportement en fonction de la température dans un métal de volume V0 et dans une chaîne monoatomique semiconductrice de paramètre « a », sous l’effet de la dilatation 0 thermique. Dans un métal de température de Fermi de 23220 K et de coefficient de dilatation thermique volumique λV=10 K-4-1, l’étude a permis d’aboutir à de nouvelles formes théoriques des expressions de ces paramètres après avoir remplacé le volume V0 par V0(1+λVT)) dans l’expression de la densité d’états. Les résultats montrent que certains paramètres subissent un accroissement alors que d’autres une décroissance à partir d’une température tournant autour de 500°K et qui deviennent conséquent(e) au fur et à mesure que la température et le coefficient de dilatation s’élèvent. En dessous de cette température, l’effet de la dilatation peut être considéré comme négligeable et l’hypothèse d’un paramètre à volume constant peut être envisagée sans risque d’erreur. Dans un semiconducteur intrinsèque de gap U1= 0,1 eV et de paramètre de maille a0= 6,13 m, ce dernier a été également remplacé par a0(1+λT)-1010 dans l’expression de la densité d’états. L’étude a porté sur le nombre, la densité de porteurs de charges, et l’énergie de Fermi sous l’influence de la dilatation thermique. Les résultats indiquent que la dilatation thermique y prend sérieusement effet à partir de 600 °K. Elle contribue à l’augmentation du nombre de porteurs de charge lorsque la longueur passe de 1 à 1+λT. L’énergie de Fermi EF reste tout à fait insensible à la dilatation thermique et aux variations de la température. Quant à la densité des porteurs de charge, elle subit une variation relative positive de 3% à la température ambiante et atteint les 8,5 % à 850 K, ce qui permet de considérer l’effet de dilatation thermique négligeable en dessous de 600 K sans risque de commettre là aussi de grosses erreurs.
Keywords: Densité des porteurs de charge électrons; Nombre de porteurs de charges; Largeur de bande interdite; Masse effective; semiconducteur intrinsèque; Potentiel périodique; Susceptibilité paramagnétique des électrons libres; chaleur spécifique des électrons libres; Energie moyenne de l’électron libre; Energie de Fermi; Densité d’états; Dilatation thermique; Densité électronique des électrons libres; Modèle des électrons faiblement liés; Modèle de Sommerfeld