Etude théorique par la DFT des propriétés structurales, électroniques, et magnétiques des composés Mg1-xTMxSe (TM = Mn et Cr) et des propriétés thermodynamiques des composés Mg1-xCrxSe

Abstract

Les semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS) sont des matériaux promoteurs pour les futures applications spintroniques. Nous les avons investigués, dans le cadre de cette thèse, en dopant le semi-conducteur binaire MgSe par des éléments de transition tels que le manganèse (Mn) et le chrome (Cr). Leurs principales propriétés physiques ont été obtenues par des calculs de premier principe en se basant sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, en spin polarisé (SP-DFT) et sur la méthode des ondes planes augmentées et linearisées avec un potentiel complet (FP-LAPW), qui est implémentée dans le code WIEN2K. Les composés qui ont fait l’objet de cette thèse admettent la formule générale Mg1-xTMxSe (TM= Mn, Cr et x = 0.25, 0.50 et 0.75). Nous avons calculé leurs propriétés structurales, électroniques et magnétiques. Les calculs des propriétés thermodynamiques n’ont concerné que les composés dopés au chrome (Cr). Le calcul des propriétés structurales des alliages (Mg1-xMnxSe et Mg1-xCrxSe) a été effectué en utilisant l’approximation WC-GGA ; les résultats obtenus ont servi au calcul des propriétés thermodynamiques des composés Mg1-xCrxSe. Quant aux propriétés électroniques et magnétiques, c’est l’approximation TB-mBJ combinée avec l’approximation PBE-GGA qui a été utilisée. Les résultats ont montré que les composés Mg1-xMnxSe sont des semi-conducteurs ferromagnétiques pour les deux directions de spins (up et down) tant dis que les composés Mg1-xCrxSe sont des demi-métaux.