Semi-conducteurs polaires : Etude des propriétés structurales, vibrationnelles et thermodynamiques

Abstract

Nous présentons une étude de premiers principes des propriétés structurales, vibrationnelles, thermodynamiques et transition de phase pour SrX (X= S, Se, Te et O). Nos résultats statiques pour la pression de transition de la phase NaCl à la phase CsCl sont 17.7, 13.6, 12.3 et 30.6 GPa pour SrS, SrSe, SrTe et SrO, respectivement. Ces valeurs diminuent quand on inclus l’effet de l’énergie de point zéro. A pression nulle, les spevtres de phonons obtenus sont en bon accord avec les résultats expérimentaux disponibles pour SrO. Au point Г, nos résultats sont en bon accord avec les données expérimentales, pour SrS et SrSe dans la phase B1. Sous pression la phase B1 devient dynamiquement instable, les modes acoustiques transversaux au point X ont des valeurs négatives. A haute pression la phase B2 devient stable. La charge effective de Born et la constante diélectrique optique sont calculées er évaluées en fonction de la pression. Les grandeurs thermodynamiques : la dilatation thermique, la chaleurs spécifique à volume constant, l’entropie, le module de compressibilité thermique sont calculées en fonction de la température et de la pression. La pression de transition calculée diminue en fonction de la température. Nous avons aussi, étudié les propriétés structurales des alliages ternaires SrS1-xSex, SrSe1-xTex et SrS1-xTex dans la phase B1 en fonction de la concentration (x). En utilisant la théorie de la perturbation de la fonctionnelle de la densité (DFPT) et l’approximation du cristal virtuel (VCA), la charge effective de Born , la constante diélectrique statique et optique, les fréquences de phonons aux point de haute symétrie, les constantes élastiques sont calculés en fonction de composition (x). Toutes ces propriétés suivent une loi quadratique en fonction de composition (x), et on constate que, la déviation pour SrS1-xTex est grande comparée aux deux autres alliages. La méthode suercellule a été utilisée pour différentes concentration de x (x=0.25, x=0.50 et x=0.75) pour calculer les propriétés structurales et élastiques. Les résultats obtenus sont en bon accord avec ceux obtenus avec la méthode VCA.