Etude ab initio des propriétés élastiques, électroniques, optiques et thermodynamiques des composés BeP2N4 et Si3N4 pouvant avoir la structure spinelle

Abstract

En utilisant la méthode du pseudopotentiel et ondes planes (PPW) basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) avec l'approximation de la densité locale (LDA) implémentée dans le code CASTEP, une étude ab initio des propriétés structurales, élastiques, électroniques, optiques et thermodynamiques des composés BeP2N4,et Si3N4 a été réalisée. Les paramètres structuraux, la stabilité structurale ainsi que la transition de phase (phénakite, hexagonale et spinelle) des polymorphes de ces composés ont été traités et sont en bon accord avec les travaux disponibles dans la littérature. La dépendance en fonction de la pression des modules élastiques monocristallins et polycristallins et leurs propriétés associées a été investiguée. Les valeurs des minimums de la conductivité thermique des polymorphes BeP2N4 et Si3N4 ont été estimées par les modèles de Clarke et de Cahill. L'anisotropie élastique a été analysée pour les deux polymorphes. Des gaps électroniques fondamentaux indirects ᴧ ‒ Γ et ‒ Γ ont été déduits pour BeP2N4 et Si3N4 respectivement. La fonction diélectrique, l'indice de réfraction, le coefficient d'extinction, le coefficient d'absorption, la réflectivité et la fonction de perte d'énergie ont été calculés en fonction de la fréquence. En employant le modèle quasi-harmonique Debye (QHDM), certains paramètres thermodynamiques macroscopiques ont été estimés et prédits pour la première fois en fonction de la pression et la température pour les deux phases structurales du composé BeP2N4.