Étude des propriétés physiques de quelques matériaux cristallins par la méthode PP-PW

Abstract

Dans le présent travail, nous avons effectué un calcul de premier principe qui est basé sur la théorie fonctionnelle de densité (DFT) et la méthode de pseudopotentiel d’onde plane (PP-PW) sur l’investigation de quelques propriétés physiques fondamentales pour deux systèmes : les deux spinelles SnX2O4 (X = Mg et Zn) et les deux intermétalliques XCu2Si2 (X : Ca et Sr). Pour le système SnX2O4 (X = Mg et Zn), le paramètre du réseau et le paramètre interne calculés sont en bon accord avec les données expérimentales et théoriques disponibles. Les constantes élastiques et leur dépendance de pression sont calculés et présentant une variation linéaireen fonction de la pression. Les modules d’élasticité dans le cas polycristallin sont numériquement estimés en utilisant la méthode de Voigt- Reuss-Hill pour les deux composés étudiés. L’analyse de la structure des bandes électroniques montre que SnMg2O4 et SnZn2O4 ayant un caractère d’un semi-conducteur avec un gap direct (Г- Г). L’analyse des spectres de la densité d’états électronique et le transfert de charge en utilisant l’analyse de Millikan montre que les liaisons chimiques présentent une mixture covalenteionique dans les deux composés étudiés. Les propriétés optiques sont calculées pour un rayonnement allant jusqu'à 40 eV. La constante diélectrique ε1(0) statique et l'indice de réfraction n (0) sont étudiés en fonction de la pression. Nous avons aussi exploré et discuté la variation de quelques paramètres thermodynamiques tels que en fonction de la température à des pressions données et en fonction de la pression à des températures données en utilisant le modèle quasi harmonique de Debye. Concernant le système XCu2Si2 (X : Ca et Sr), les paramètres structuraux d’équilibre calculés sont en bon accord avec les données expérimentales existantes dans la littérature. L'analyse de la structure des bandes électroniques et la densité d’état révèle le caractère d’un métal caractérise les deux composés à étudier et qu’une mixture entre le caractère ionique et le caractère covalent des liaisons chimiques. Les constantes élastiques Cij pour CaCu2Si2 et SrCu2Si2 sont explorées dans une gamme de pression de 0 à 40 GPa. Nous avons calculé certains modules élastiques macroscopiques dans le cas polycristallin pour les composés CaCu2Si2 et SrCu2Si2. Employant le modèle quasi harmonique de Debye, nous avons exploré et discuté la variation de quelques paramètres thermodynamiques en fonction de la température à des pressions données et en fonction de la pression à des températures données pour CaCu2Si2 et SrCu2Si2.