Calcul des propriétés structurales, élastiques, électroniques et magnétiques des semi-conducteurs magnétiques dilués à base de MgS et des alliages demi-heusler demi-métalliques CoVTe et RuVTe

Abstract

Dans ce manuscrit, nous présentons les résultats obtenus des études faites avec la méthode des ondes planes augmentées et linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). L’approximation PBE-GGA a été utilisée dans le calcul des propriétés structurales des composés ternaires Mg1−xCrxS (x = 0, 0.25, 0.50, 0.75 et 1), tandis que l’approximation WC-GGA a été utilisée dans le calcul des propriétés structurales et élastiques des semiconducteurs magnétiques dilués (DMS) Mg0.75MT0.25S (MT = Mn, Fe, Co, et Ni) et des alliages demi-Heusler CoVTe et RuVTe. Pour ces derniers, nous avons également utilisé les approximations LDA et PBE-GGA. Les résultats obtenus ont montré que les valeurs des paramètres de réseaux fournis par l’approximation WC-GGA peuvent être les plus proches aux valeurs expérimentales, pour cette raison, nous les avons utilisées dans l’étude des propriétés élastiques, magnétiques et électroniques. Les propriétés électroniques et magnétiques des matériaux traités dans le cadre de cette thèse ont été obtenues en utilisant le potentiel d’échange modifié de Becke-Johnson combiné avec l’approximation de la densité locale (mBJLDA). Les résultats de l’étude structurale de nos matériaux a montré que ces derniers sont plus stables dans la phase ferromagnétique que dans la phase non magnétique et leurs moments magnétiques totaux sont des entiers. A l’exception du composé ternaire Mg0.75Co0.25S, tous les autres matériaux sont des demi-métaux. Les semiconducteurs magnétiques dilués Mg0.75MT0.25S (MT = Mn, Fe, Co, et Ni) et les alliages d’Heusler CoVTe et RuVTe obéissent aux critères de stabilité mécanique ; ils sont ductiles, rigides et mécaniquement anisotropes. L’origine du ferromagnétisme dans nos DMS est due à l’hybridation p-d ; quant à l’origine du gap,observé dans les alliages demi-Heusler CoVTe et RuVTe, il est dû à l’hybridation d-d