Propriétés structurales, électroniques et optiques d’une monocouche de l’oxyde d’étain alpha (𝜶 − 𝑺𝒏𝑶)

Abstract

Dans ce mémoire de master, on a calculé les propriétés structurales, électroniques et optiques de l'oxyde d’étain alpha (𝛼 − 𝑆𝑛𝑂) dans sa forme bidimensionnel (2𝐷). Les calculs ont été effectués par simulation à l'aide du code VASP, qui utilise la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Le potentiel d'échange et de corrélation a été traité dans l'approximation de la densité locale (𝐿𝐷𝐴), l'approximation du gradient généralisée (𝐺𝐺𝐴) et l’approximation du gradient généralisée plus l’interaction de van der Waals (𝐺𝐺𝐴 + 𝑣𝑑𝑊). Le 𝛼 − 𝑆𝑛𝑂 2𝐷 a été exfolié expérimentalement de sa forme cristalline tétragonale tridimensionnelle. On a calculé théoriquement le paramètre de maille 𝑎 de notre structure bidimensionnelle et montré qu’il concorde avec le paramètre expérimental. On a calculé aussi les distances des liaisons 𝑆𝑛_𝑂 et 𝑆𝑛_𝑆𝑛, l’épaisseur 𝑑 de la monocouche et les angles 𝑂𝑆𝑛 ̂𝑂 et 𝑆𝑛𝑂𝑆𝑛 ̂ . Pour les propriétés électroniques, nous avons calculé les structures des bandes, la densité d’état totale et les densités d’états partielles et on a montré en particulier que notre matériau est un semi-conducteur à large gap indirecte, contrairement à sa structure 3𝐷 qui présente un petit gap indirect. Enfin, On a étudié les propriétés optiques de notre matériau pour des photons incidents parallèles à l’axe 𝒄 dont l’énergie varie de 0 𝑒𝑉 à 20 𝑒𝑉. On a calculé les parties réelle et imaginaire de la fonction diélectrique complexe ainsi que l'absorbance, la réflectance et la transmittance.