Etudes des propriétés physiques des hydrures A2RuH6 (A=Mg,Ca,Sr,Ba)par des méthodes ab initio

Abstract

Nous rapportons une étude systématique des propriétés structurales, électroniques, optiques, élastiques et thermodynamique des hydrures ternaires à base de ruthénium A2RuH6 (A = Mg, Ca, Sr et Ba) en utilisant deux approches complémentaires de premiers principes. Les variations des propriétés physiques des systèmes A2RuH6 en relation avec la nature chimique de l’atome A ont été examinées. Nos résultats sont en accord avec ceux de l’expérience quand ils sont disponibles. En particulier, le paramètre du réseau obtenu en utilisant la GGA08 pour traiter le potentiel d'échange-corrélation est en bon accord avec l'expérience. L'analyse des diagrammes de la structure de bandes électroniques suggère que ces hydrures sont des semi-conducteurs à large bande interdite presque directe, avec un très léger écart par rapport au gap direct idéal. Le potentiel TB-mBJ a été utilisé pour corriger l’insuffisance de la GGA standard pour prédire les propriétés ptoélectroniques. Les spectres de la densité d'états démontre que le maximum de la bande de valence est constituée d'orbitales d des atomes Ru, ce qui classifie ces matériaux en tant qu’hydrures de type d. L'analyse des cartes de la densité de charge indique que ces systèmes peuvent être classés parmi les matériaux de liaisons chimiques de caractère mixte ; ionique et covalente. Les spectres optiques ont été étudiés dans une large plage d'énergie de 0 à 30 eV et l'origine de structures observées a été déterminée. Les spectres optiques dans la plage visible du spectre solaire suggèrent que ces hydrures peuvent être utilisés comme des revêtements antireflets. Les modules élastiques monocristallins et polycristallins et les propriétés y associées ont été numériquement estimés et analysés pour la première fois. L’étude des effets de la température et de la pression sur la quelques paramètres physiques macroscopiques a été effectuée dans une plage de température de 0 à 900 K et de pression de 0 à 12 GPa en utilisant le modèle quasi-harmonique de Debye.