Etude des propriétés structurales, électroniques, optiques et vibrationnelles des composés à bases des éléments de transition.

Abstract

The structural, elastic, vibrational and thermal properties of Cs2TiBr(6−x)Ix(x = 0, 2, 4, 6) areinvestigated via performingcalculationswith the plane-wave pseudo-potentialmethodcombinedwith the quasi-harmonic Debye model. The fullyoptimized structure wasobtained byminimizing the total energy and forces. Calculatedlattice constants for the studiedcompoundsare in good agreementwithavailable data in the literature. Our results show thatunder pressurethe studied compounds exhibit structural phase transitions. The calculatedelastic constants indicatethat the studiedcompounds are stable. From the computed single crystalelastic constantsmechanicalparameterssuch as anisotropyfactors, shearmodulus G, bulkmodulus B, Young’smodulus E, Pugh’smodulus ratio, and Poison’s ration are determined by using Voigt-Reuss-Hillaverage approximation. A ductile behaviorispredicted for all materials. The calculated bandstructure show thatthesecompounds are nonmagneticsemiconductors in their stable phases. The differentopticalfunctions are calculated and analyzed. The phonon spectra are alsocomputedalong high symmetrylines. The variations of the thermal expansion coefficient (α), bulkmodulus (B), Debye temperature (θD) and heatcapacityat constant volume (Cv) as a functionof pressure and temperaturewere all obtained and analyzed in detail. Keywords : Perovskite, transition metal, ab initiocalculations, elasticproperties, thermal properties, phonons.

Résumé : Les propriétés structurales, élastiques, vibrationnelles et thermiques des composés Cs2TiBr(6−x)Ix(x = 0, 2, 4, 6) sont étudiés en utilisant la méthode du pseudo-potentiel à onde plane combinée avec le modèle de Debye quasi-harmonique. Les structures entièrement optimiséesont été obtenues en minimisant l’énergie et les forces totales. Les constantes de réseaucalculées pour les composés étudiés sont en bon accord avec les données disponibles dans la littérature. Nos résultats montrent que sous pression les composés étudiés présentent des transitions de phase structurelles. Les constantes élastiques calculées indiquent que les composés étudiés sontstables. À partir des constantes élastiques monocristallines calculées ; les paramètres mécaniquestels que les facteurs d’anisotropie, le module de cisaillement G, le module de compressibilité B,le module de Young E, le rapport du module de Pugh et le rapport de Poisson sont déterminésen utilisant l’approximation de Voigt-Reuss-Hill. Un comportement ductile est prédit pour tousles matériaux. Les structures de bande électroniques montrent que ces composés sont des semiconducteursnon magnétiques. Les differentes fonctions optiques sont calculées et analysées. Lesspectres de phonons sont également calculés le long des lignes de haute symétrie. Les variationsdu coefficient de dilatation thermique (α), module de compréssion(B), température de Debye(θD) et capacité calorifique à volume constant (Cv) en fonction de la pression et la températureont toutes été obtenues et analysées en détail.