Investigation des propriétés physiques des tellurures des métaux alcalins M2Te [M: Li, Na, K et Rb] via des méthodes ab initio

Abstract

Dans ce travail, nous avons calculé systématiquement les propriétés structurales, élastiques, dynamiques, thermodynamiques, électronique et optiques des composés M2Te (M: Li, Na, K et Rb) pour déterminer la tendance de ces propriétés lorsque le métal alcalin M du composé M2Te est remplacé suivant la séquence Li Na K Rb    . Les calculs ont été effectués via la méthode des pseudopotentiels – ondes planes (PP-PW) et la méthode des ondes planes augmentées linéarisées avec potentiel complet (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) et la théorie de la perturbation de la fonctionnelle de la densité (DFPT). Les effets d'échange et de corrélation ont été traités dans le cadre de l’approximation du gradient généralisé (GGA-PBEsol) et l’approximation du potentiel de Becke-Johnson modifié par Tran et Blaha (TB-mBJ). Les valeurs calculées des paramètres du réseau sont en très bon accord avec les données expérimentales disponibles. Les modules élastiques monocristallins et polycristallins et leurs propriétés apparentées ont été calculés via deux méthodes différentes, à savoir la méthode contrainte-déformation et la méthode énergiedéformation. Les valeurs des modules d'élasticités sont relativement faibles, ce qui indique la faible résistance de ces composés aux contraintes externes. Les courbes de dispersion des phonons dans toute la zone de Brillouin et les densités correspondantes ont été calculées en utilisant l'approche de la réponse linéaire dans le cadre de la DFPT. L’analyse des structures de bandes d’énergie obtenues en utilisant l’approximation TB-mBJ dans le cadre de la méthode FP-LAPW montre que les composés étudiés sont des semi-conducteurs de larges bandes interdites. Nous avons trouvé que l’effet du couplage spin-orbite est non négligeable. Les largeurs des bandes d’énergie interdites diminuent lorsque nous tenons compte du couplage spin-orbite. Nous avons étudié les spectres des fonctions optiques, à savoir la fonction diélectriques, l’indice de réfraction, le coefficient d’extinction, le coefficient d’absorption, le coefficient de réflectivité et la perte d’énergie dans une gamme d’énergie allant de 0 à 30 eV. En utilisant l’approximation quasi-harmonique du modèle de Debye, nous avons calculé les variations du module de compressibilité, paramètre du réseau cristallin, coefficient de dilatation thermique, des capacités calorifiques isobare et isochore, et de la température de Debye en fonction de la température et de la pression.