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Etude des propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques des halogénures à base de cuivre / Bioud, Nadhira
Titre : Etude des propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques des halogénures à base de cuivre Type de document : texte imprimé Auteurs : Bioud, Nadhira, Auteur ; KASSALI, Kamel, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2018 Importance : 1 vol (113 f.) Format : 29cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Index. décimale : 530.417 Physique des surfaces de l'état solide (interface avec d'autres états de la matière) Résumé :
Dans ce modeste travail, nous avons étudié les propriétés structurales, élastiques et
thermodynamiques de quelques semiconducteurs à base de cuivre CuX (X=Cl, Br, et I) dans
les phases cubiques zincblende et rock-salt. Ces matériaux possèdent un grand gap d’énergie,
et ils sont particulièrement intéressants pour leurs applications technologiques.
Pour réaliser ce travail, nous avons utilisé un calcul ab-initio basé sur la théorie de la
fonctionnelle de la densité (DFT) et la théorie de la perturbation de la fonctionnelle de la
densité (DFPT) combinées avec la méthode de pseudopotentiel. Les pseudopotentiels utilisés
ici sont ce proposé par Trouiller Martins pour le CuCl et le CuBr dans la phase zincblende, et
ce proposé par Vanderbilt pour le CuCl et le CuBr dans la phase rock-salt, et le CuI dans les
phases zincblende et rock-salt. Les équations de Kohn-Sham sont résolues d’une manière
auto-cohérente, en utilisant une base d’ondes planes implantées dans les deux codes ABINIT
et CASTEP.
Pour le traitement d’échange et de corrélation (exchange-correlation), nous avons utilisé
l’approximation de la densité locale (LDA) dont la forme proposée par Teter et Pade pour le
CuCl, et celle proposée par Perdew et Wang pour le CuBr dans la phase zincblende.
L’approximation du gradient généralisé paramétrée par Perdew, Berke et Erenzehof (PBEsol)
est utilisée pour le CuCl et le CuBr dans la phase rock-salt et le CuI dans les phases
zincblende et rock-salt. Les intégrations dans le réseau réciproque ont été faites en utilisant la
méthode de génération des points k de Monkhorst et Pack.
Les propriétés structurales, les matrices des constantes élastiques, le module de rigidité et
sa dérivée première, le module de cisaillement, le facteur d’anisotropie sont calculés à une
pression nulle et également sous l’effet de la pression hydrostatique. La dépendance du
volume de la maille en fonction de la pression, les pressions de la transition de la phase
zincblende à la phase NaCl sont ainsi obtenues. Nous avons déterminés les vitesses de
propagation des ondes élastiques. Ces dernières sont ensuite utilisées pour la prédiction de la
température de Debye.
Résumé
La majorité des résultats déterminés dans ce travail à une pression nulle sont en général
en accord avec les données expérimentales et les autres valeurs théoriques.Note de contenu :
Sommaire
Introduction générale ………………………………………………….........................................................................1
Chapitre I : Méthodes de calcul du premier principe
I-1. Introduction ......................................................................................................................................5
I-2. Approximations basées sur la fonction d’onde ………….....................................................................5
I-2-1. Equation de Schrödinger …………....................................................................................................5
I-2-2. Approximation de Born-Oppenheimer…………...............................................................................8
I-2-3. Approximations de Hartree, Hartree-Fock, et Hartree-Fock-Slater ……….....................................9
I-2-3-1. Approximations de Hartree ……………………………………………………………........................................9
I-2-3-2. Approximations de Hartree-Fock (AHF) …………………………………………........................................9
I-2-3-3. Approximations de Hartree-Fock-Slater …………………………………………........................................9
I-3. Théorie de la fonctionnelle de la densité .......................................................................................10
I-3-1. Introduction ................................................................................................................................10
I-3-2. Formulation de Hohenberg-Kohn ……….…....................................................................................11
I-3-3. Formulation de Kohn-Sham ……………….…....................................................................................11
I-3-4. Fonctionnelle d’échange et corrélation ……………….…..................................................................13
a)-Approximation de la densité locale ……………….……….…....................................................................14
b)- Approximation de gradient généralisé ………….….............................................................................15
I-3-5. Auto-cohérence dans les calculs de la DFT …………………..…….......................................................16
I-3-6. Théorie de perturbation de la fonctionnelle de la densité ..........................................................17
I-4. Méthode du pseudopotentiel ........................................................................................................18
I-4-1. Introduction ................................................................................................................................18
I-4-2. Approximation du coeur gelé "Frozen core approximation"........................................................19
I-4-3. Formulation de Philips-Kleinman …….……....................................................................................19
I-4-4. Construction du pseudopotentiel …….……...................................................................................21
a)- Pseudopotentiel à norme conservée …….……..................................................................................21
b)- Pseudopotentiel ultra-mous (ultra-soft pseudopotential) ..............................................................23
I-5. Périodicité de la structure cristalline…….……...................................................................................23
Sommaire
I-5-1. Théorème de Block…….……...........................................................................................................23
I-5-2. Echantillonnage de la première zone de Brillouin .......................................................................25
I-5-3. Energie de coupure .....................................................................................................................25
I-6. Principales implémentations de la DFT………...................................................................................26
I-7. Références I ....................................................................................................................................28
Chapitre II : Aperçu théorique sur les propriétés élastiques et thermiques des solides
II-1. Introduction ...................................................................................................................................31
II-2. Energie élastique ...........................................................................................................................31
II-3. Tenseur de contraintes...................................................................................................................32
II.4- Tenseur de déformations ..............................................................................................................33
II.5 - Matrice des constantes élastiques ...............................................................................................34
II-6. Vitesses des ondes élastiques .......................................................................................................40
II-7. Propriétés thermodynamiques ......................................................................................................42
II-7-1. Notion des phonons ...................................................................................................................42
II-7-2. Température de Debye...............................................................................................................43
II-7-3. Dilatation thermique ..................................................................................................................46
II-7-4. Loi de Dulong-Petit .....................................................................................................................47
II-8. Conclusion .....................................................................................................................................49
II-9. Références II ..................................................................................................................................50
Chapitre III : Résultats et discussions
III-1. Introduction ..................................................................................................................................53
III-2. Propriétés structurales et élastiques a P = 0 ................................................................................54
III-2.1. Propriétés structurales ..............................................................................................................54
III-2.2. Constantes élastiques ................................................................................................................62
III-2.3. Vitesses des ondes élastiques....................................................................................................66
a)- Vitesses des ondes élastiques selon certaines directions spécifiques ............................................66
b)- Vitesses des ondes élastiques et température de Debye des agrégats polycristallins ...................68
III-3. Pression de la transition de phase ……………..................................................................................70
III-4. Effet de la pression sur les propriétés élastiques .........................................................................76
III-4-1. Propriétés élastiques .................................................................................................................76
Sommaire
a)- Constantes élastiques et module de rigidité ...................................................................................76
b)- Anisotropie élastique .....................................................................................................................80
c)- Critères de stabilité .........................................................................................................................81
III-4-2. Vitesses de propagation des ondes élastiques...........................................................................83
a)- Vitesses des ondes élastiques selon certaines directions spécifiques.............................................83
b)- Vitesses des ondes élastiques des agrégats polycristallins..............................................................84
III-5. Propriétés thermodynamiques .....................................................................................................87
a)- Volume de la maille .........................................................................................................................89
b)- Module de compressibilité .............................................................................................................91
c)- Capacité calorifique .........................................................................................................................94
d)- Coefficient de dilatation thermique ................................................................................................97
e)- Température de Debye ...................................................................................................................99
f)- Entropie ..........................................................................................................................................102
g)- Paramètre de Grüneisen ...............................................................................................................104
III-6. Conclusion ..................................................................................................................................107
III-7. Références III ..............................................................................................................................109
Conclusion générale
Côte titre : DPH/0213 Etude des propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques des halogénures à base de cuivre [texte imprimé] / Bioud, Nadhira, Auteur ; KASSALI, Kamel, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2018 . - 1 vol (113 f.) ; 29cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Index. décimale : 530.417 Physique des surfaces de l'état solide (interface avec d'autres états de la matière) Résumé :
Dans ce modeste travail, nous avons étudié les propriétés structurales, élastiques et
thermodynamiques de quelques semiconducteurs à base de cuivre CuX (X=Cl, Br, et I) dans
les phases cubiques zincblende et rock-salt. Ces matériaux possèdent un grand gap d’énergie,
et ils sont particulièrement intéressants pour leurs applications technologiques.
Pour réaliser ce travail, nous avons utilisé un calcul ab-initio basé sur la théorie de la
fonctionnelle de la densité (DFT) et la théorie de la perturbation de la fonctionnelle de la
densité (DFPT) combinées avec la méthode de pseudopotentiel. Les pseudopotentiels utilisés
ici sont ce proposé par Trouiller Martins pour le CuCl et le CuBr dans la phase zincblende, et
ce proposé par Vanderbilt pour le CuCl et le CuBr dans la phase rock-salt, et le CuI dans les
phases zincblende et rock-salt. Les équations de Kohn-Sham sont résolues d’une manière
auto-cohérente, en utilisant une base d’ondes planes implantées dans les deux codes ABINIT
et CASTEP.
Pour le traitement d’échange et de corrélation (exchange-correlation), nous avons utilisé
l’approximation de la densité locale (LDA) dont la forme proposée par Teter et Pade pour le
CuCl, et celle proposée par Perdew et Wang pour le CuBr dans la phase zincblende.
L’approximation du gradient généralisé paramétrée par Perdew, Berke et Erenzehof (PBEsol)
est utilisée pour le CuCl et le CuBr dans la phase rock-salt et le CuI dans les phases
zincblende et rock-salt. Les intégrations dans le réseau réciproque ont été faites en utilisant la
méthode de génération des points k de Monkhorst et Pack.
Les propriétés structurales, les matrices des constantes élastiques, le module de rigidité et
sa dérivée première, le module de cisaillement, le facteur d’anisotropie sont calculés à une
pression nulle et également sous l’effet de la pression hydrostatique. La dépendance du
volume de la maille en fonction de la pression, les pressions de la transition de la phase
zincblende à la phase NaCl sont ainsi obtenues. Nous avons déterminés les vitesses de
propagation des ondes élastiques. Ces dernières sont ensuite utilisées pour la prédiction de la
température de Debye.
Résumé
La majorité des résultats déterminés dans ce travail à une pression nulle sont en général
en accord avec les données expérimentales et les autres valeurs théoriques.Note de contenu :
Sommaire
Introduction générale ………………………………………………….........................................................................1
Chapitre I : Méthodes de calcul du premier principe
I-1. Introduction ......................................................................................................................................5
I-2. Approximations basées sur la fonction d’onde ………….....................................................................5
I-2-1. Equation de Schrödinger …………....................................................................................................5
I-2-2. Approximation de Born-Oppenheimer…………...............................................................................8
I-2-3. Approximations de Hartree, Hartree-Fock, et Hartree-Fock-Slater ……….....................................9
I-2-3-1. Approximations de Hartree ……………………………………………………………........................................9
I-2-3-2. Approximations de Hartree-Fock (AHF) …………………………………………........................................9
I-2-3-3. Approximations de Hartree-Fock-Slater …………………………………………........................................9
I-3. Théorie de la fonctionnelle de la densité .......................................................................................10
I-3-1. Introduction ................................................................................................................................10
I-3-2. Formulation de Hohenberg-Kohn ……….…....................................................................................11
I-3-3. Formulation de Kohn-Sham ……………….…....................................................................................11
I-3-4. Fonctionnelle d’échange et corrélation ……………….…..................................................................13
a)-Approximation de la densité locale ……………….……….…....................................................................14
b)- Approximation de gradient généralisé ………….….............................................................................15
I-3-5. Auto-cohérence dans les calculs de la DFT …………………..…….......................................................16
I-3-6. Théorie de perturbation de la fonctionnelle de la densité ..........................................................17
I-4. Méthode du pseudopotentiel ........................................................................................................18
I-4-1. Introduction ................................................................................................................................18
I-4-2. Approximation du coeur gelé "Frozen core approximation"........................................................19
I-4-3. Formulation de Philips-Kleinman …….……....................................................................................19
I-4-4. Construction du pseudopotentiel …….……...................................................................................21
a)- Pseudopotentiel à norme conservée …….……..................................................................................21
b)- Pseudopotentiel ultra-mous (ultra-soft pseudopotential) ..............................................................23
I-5. Périodicité de la structure cristalline…….……...................................................................................23
Sommaire
I-5-1. Théorème de Block…….……...........................................................................................................23
I-5-2. Echantillonnage de la première zone de Brillouin .......................................................................25
I-5-3. Energie de coupure .....................................................................................................................25
I-6. Principales implémentations de la DFT………...................................................................................26
I-7. Références I ....................................................................................................................................28
Chapitre II : Aperçu théorique sur les propriétés élastiques et thermiques des solides
II-1. Introduction ...................................................................................................................................31
II-2. Energie élastique ...........................................................................................................................31
II-3. Tenseur de contraintes...................................................................................................................32
II.4- Tenseur de déformations ..............................................................................................................33
II.5 - Matrice des constantes élastiques ...............................................................................................34
II-6. Vitesses des ondes élastiques .......................................................................................................40
II-7. Propriétés thermodynamiques ......................................................................................................42
II-7-1. Notion des phonons ...................................................................................................................42
II-7-2. Température de Debye...............................................................................................................43
II-7-3. Dilatation thermique ..................................................................................................................46
II-7-4. Loi de Dulong-Petit .....................................................................................................................47
II-8. Conclusion .....................................................................................................................................49
II-9. Références II ..................................................................................................................................50
Chapitre III : Résultats et discussions
III-1. Introduction ..................................................................................................................................53
III-2. Propriétés structurales et élastiques a P = 0 ................................................................................54
III-2.1. Propriétés structurales ..............................................................................................................54
III-2.2. Constantes élastiques ................................................................................................................62
III-2.3. Vitesses des ondes élastiques....................................................................................................66
a)- Vitesses des ondes élastiques selon certaines directions spécifiques ............................................66
b)- Vitesses des ondes élastiques et température de Debye des agrégats polycristallins ...................68
III-3. Pression de la transition de phase ……………..................................................................................70
III-4. Effet de la pression sur les propriétés élastiques .........................................................................76
III-4-1. Propriétés élastiques .................................................................................................................76
Sommaire
a)- Constantes élastiques et module de rigidité ...................................................................................76
b)- Anisotropie élastique .....................................................................................................................80
c)- Critères de stabilité .........................................................................................................................81
III-4-2. Vitesses de propagation des ondes élastiques...........................................................................83
a)- Vitesses des ondes élastiques selon certaines directions spécifiques.............................................83
b)- Vitesses des ondes élastiques des agrégats polycristallins..............................................................84
III-5. Propriétés thermodynamiques .....................................................................................................87
a)- Volume de la maille .........................................................................................................................89
b)- Module de compressibilité .............................................................................................................91
c)- Capacité calorifique .........................................................................................................................94
d)- Coefficient de dilatation thermique ................................................................................................97
e)- Température de Debye ...................................................................................................................99
f)- Entropie ..........................................................................................................................................102
g)- Paramètre de Grüneisen ...............................................................................................................104
III-6. Conclusion ..................................................................................................................................107
III-7. Références III ..............................................................................................................................109
Conclusion générale
Côte titre : DPH/0213 Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0213 DPH/0213 Thèse Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleEtude des propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques des matériaux aéronautiques tel que Al2CuLi / Fatima Rezaig
Titre : Etude des propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques des matériaux aéronautiques tel que Al2CuLi Type de document : texte imprimé Auteurs : Fatima Rezaig, Auteur ; Fayza Cheriet, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2020 Importance : 1 vol (46 f.) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Index. décimale : 530 - Physique Résumé :
Dans ce travaille on a étudié les propriétés structurelles, élastiques et thermodynamiques des matériaux aéronautiques
Al2CuLi. Nous avons utilisé un calcul ab-initio basée sur la méthode des pseudos potentiels et des ondes planes (PPPW), sous le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), en utilisant l'approximation de la densité
locale (LDA), pour le terme du potentiel d'échange et de corrélation (XC). Les propriétés thermodynamiques ont été
explorées avec le programme GIBBS qui est basé sur le modèle quasi-harmonique de Debye.
On a calculé les propriétés structurales (le paramètre de maille, le volume), élastiques (les constants élastiques, les
modules d’élasticité : module de cisaillement G, le module de compressible B, le rapport de Poisson σ et le module de
Young E pour Voigt, Reuss et Hill), et thermodynamiques (La variation de température de Debye, le coefficient
d’expansion thermique α, la capacité calorifique CV à température et pression constant, capacité calorifique CP Ã
pression et température constant) de Al2CuLi dans la phase hexagonal en fonction de la pression et la température.Côte titre : MAPH/0402 En ligne : https://drive.google.com/file/d/11J1OfdBuImtAEa61ipgEXeg4LXH7XYk3/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Etude des propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques des matériaux aéronautiques tel que Al2CuLi [texte imprimé] / Fatima Rezaig, Auteur ; Fayza Cheriet, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2020 . - 1 vol (46 f.) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Index. décimale : 530 - Physique Résumé :
Dans ce travaille on a étudié les propriétés structurelles, élastiques et thermodynamiques des matériaux aéronautiques
Al2CuLi. Nous avons utilisé un calcul ab-initio basée sur la méthode des pseudos potentiels et des ondes planes (PPPW), sous le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), en utilisant l'approximation de la densité
locale (LDA), pour le terme du potentiel d'échange et de corrélation (XC). Les propriétés thermodynamiques ont été
explorées avec le programme GIBBS qui est basé sur le modèle quasi-harmonique de Debye.
On a calculé les propriétés structurales (le paramètre de maille, le volume), élastiques (les constants élastiques, les
modules d’élasticité : module de cisaillement G, le module de compressible B, le rapport de Poisson σ et le module de
Young E pour Voigt, Reuss et Hill), et thermodynamiques (La variation de température de Debye, le coefficient
d’expansion thermique α, la capacité calorifique CV à température et pression constant, capacité calorifique CP Ã
pression et température constant) de Al2CuLi dans la phase hexagonal en fonction de la pression et la température.Côte titre : MAPH/0402 En ligne : https://drive.google.com/file/d/11J1OfdBuImtAEa61ipgEXeg4LXH7XYk3/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAPH/0402 MAPH/0402 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleÉtude des propriétés structurales, électroniques, élastiques, optiques et thermodynamiques de quelques matériaux ternaires / Boucenna,Sarra
Titre : Étude des propriétés structurales, électroniques, élastiques, optiques et thermodynamiques de quelques matériaux ternaires Type de document : texte imprimé Auteurs : Boucenna,Sarra, Auteur ; LouiIl,l, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2020 Importance : 1 vol (159 f .) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Physique Index. décimale : 530 Physique Résumé :
Notre travail consiste à étudier l’effet de la pression hydrostatique sur les propriétés structurales, élastiques, électroniques optiques et thermodynamiques des composés ternaires à base d'azote : Ca4XN4 avec X≡ Ti, Si et Ge. L’étude est basée sur le calcul premier principe (ab-initio) avec l’utilisation de la théorie de la densité fonctionnelle (DFT) sous la méthode du pseudopotentiel, en utilisant le code CASTEP. Les propriétés thermodynamiques ont été explorées avec le programme GIBBS qu’est basé sur le modèle quasi-harmonique de Debye. Les paramètres des mailles calculés sont en bon accord avec les mesures expérimentaux. L’étude, de la structure électronique a été effectuée à travers le calcul des spectres de structure de bandes électroniques et les diagrammes de densité d’états électroniques totale et partielle (TDOS et PDOS). Nos calculs de la structure de bandes électroniques suggèrent que ces composés sont des isolants. De même, les constantes élastiques (Cij) ont été calculées et les modules d'élasticité polycristallin (B et G) ont été estimés en fonction des approximations de Voigt, Reuss et Hill. La variation des différents paramètres optiques tels que: la fonction diélectrique, l’absorption optique, l’indice de réfraction, le coefficient d’extinction, la fonction de perte optique et la réflectivité à 0GPa et sous l'effet de la pression, pour nos composés, a été étudiée. Afin d’explorer le comportement thermodynamique des composés Ca4XN4 sous pression et température, nous avons calculé la variation avec la température pour différentes pressions du volume de réseau, le module de compressibilité, le coefficient d’expansion thermique, la capacité calorifique à pression constante Cp et à volume constant CV, et ainsi que la température de Debye.
Abstract
Our work deal with the study of hydrostatic pressure effect on the structural, elastic, electronic opticalNote de contenu :
Sommaire
Dédicaces
Remerciements
Liste des figures
Liste des tableaux
xii CHAPITRE I : Introduction générale
PRESENTATION DES MATERIAUX
OBJECTIFS DE LA THESE
STRUCTURATION DE LA THESE
BIBLIOGRAPHIES
07 CHAPITRE II : Le cadre théorique de l’outil de calcul
CALCULS AB INITIO
RESOLUTION DE L'EQUATION DE SCHRÖDINGER
Présentation de l’équation et difficulté d’une résolution numérique directe
Découplage électron-nucléo
APPROXIMATIONS BASEES SUR LA FONCTION D'ONDE
Approche de Hartree et de Hartree-Fock et limites
Aproximation des électrons sans interaction
Approche de Hartree-Fock
Limites
Outils de résolution
THEORIE DE LA FONCTIONNELLE DE DENSITE
Approche de Hohenberg-Kohn
La densité comme variable naturelle
Premier théorème et conséquences
Deuxième théorème
Recherche sous contrainte
Approche de Kohn-Sham
Points faibles de la DFT
Au niveau de l’approche de Hohenberg-Kohn
Au niveau des états de Kohn-Sham
CHOIX D'UNE FONCTIONNELLE D'ECHANGE-CORRELATION.
Approximation de la densité locale LDA
Limites de cette approximation
Approximations du type GGA
La connexion adiabatique et les fonctionnelles hybrides
CALCUL DE STRUCTURES ELECTRONIQUES
Systèmes périodiques et base d’ondes planes
Expression des équations de Kohn-Sham dans la base d’ondes planes
Résolution numérique des équations de Kohn-Sha
Echantillonnage de la zone de Brillouin
Expression de la densité électronique
Démarche de résolution numérique
COMMENT REDUIRE LE NOMBRE D'ONDES PLANES UTILISEES?
Approximation du coeur gelé
Approximation des pseudopotentiels
Présentation
Exemples de pseudopotentiels
Expression de l’énergie totale dans l’approche pseudo-potentiel
BIBLIOGRAPHIES
46 CHAPITRE III : Détails de calcu
PRESENTATION DU CODE CASTEP
OPTIMISATION GEOMETRIQUE
PARAMETRES DE CALCULS
CALCUL DE PROPRIETES
Propriétés structurales
La structure cristalline
L'équation d'état
Propriétés électroniques
Structure de bandes électroniques
Densité d’états électroniques
Propriétés élastiques
Propriétés optiques
Propriétés thermodynamique
BIBLIOGRAPHIES
66 CHAPITRE IV : Résultats et discussion
PROPRIETES STRUCTURAL
Propriétés structurales de Ca4TiN
Propriétés structurales à l'équilibre de Ca4TiN4
Equation d'état de Ca4TiN4
Effet de la pression sur les paramètres structuraux de Ca4TiN4
Propriétés structurales de Ca4SiN4 et Ca4GeN4
Propriétés structurales de Ca4SiN4 et Ca4GeN4 à l'équilibre
Equation d'état de Ca4SiN4 et Ca4GeN4
Effet de la pression sur les paramètres structuraux de Ca4SiN4 et Ca4GeN
PROPRIETES ELECTRONIQUES
Propriétés électroniques du composé Ca4TiN4 à pression null
IV.2.1.1 charge électronique.
Effet de la pression sur les propriétés électroniques de Ca4TiN4
Propriétés électroniques des composés Ca4SiN4 et Ca4GeN4 à pression nulle
Structure de bandes électroniques
Densité d’états électroniques Analyse de population de Mulliken
Densité de charge électroniqu
Effet de la pression sur les propriétés électroniques de Ca4SiN4 et Ca4GeN
PROPRIETES OPTIQUE
La fonction diélectrique
Absorption optique
Indice de réfraction et le coefficient d'extinction
Fonction de perte optique et la réflectivité
L'effet de la pression sur les constantes optique
PROPRIETES ELASTIQUES
Propriétés élastiques du composé Ca4TiN4 à pression nulle
Constantes élastiques anisotropes Cij
Stabilité mécanique
Les modules d'élasticités polycristallins
Anisotropie élastique
Température de Debye et les vitesses d’ondes élastiques
Effet de la pression sur les propriétés élastiques du composé Ca4TiN4
L'effet de la pression sur les constantes élastiques
Stabilité mécanique sous pression
Effet de la pression sur les modules d'élasticité isotropes
Evolution de l’anisotropie élastique sous pression
Propriétés élastiques des composés Ca4SiN4 et Ca4GeN4 à pression nulle
Constantes élastiques anisotropes Cij
Stabilité mécanique
Les modules d'élasticités polycristallins
Anisotropie élastique
Température de Debye et les vitesses d’ondes élastiques
Effet de la pression sur les propriétés élastiques des composés Ca4SiN4 et Ca4GeN
L'effet de la pression sur les constantes élastiques
Stabilité mécanique sous pression
Effet de la pression sur les modules d'élasticité isotropes
Evolution de l’anisotropie élastique sous pression
Volume de maille sous température
Effet de la température sur le module de compressibilité
Coefficient d’expansion thermique sous température
Capacité calorifiqu
La capacité calorifique à volume constante
La capacité calorifique à pression constante
Température de Debye
BIBLIOGRAPHIES
154 Conclusion générale
Annexe: Travaux scientifiquesCôte titre : DPH/0230 En ligne : http://dspace.univ-setif.dz:8888/jspui/handle/123456789/3592 Format de la ressource électronique : Étude des propriétés structurales, électroniques, élastiques, optiques et thermodynamiques de quelques matériaux ternaires [texte imprimé] / Boucenna,Sarra, Auteur ; LouiIl,l, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2020 . - 1 vol (159 f .) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Physique Index. décimale : 530 Physique Résumé :
Notre travail consiste à étudier l’effet de la pression hydrostatique sur les propriétés structurales, élastiques, électroniques optiques et thermodynamiques des composés ternaires à base d'azote : Ca4XN4 avec X≡ Ti, Si et Ge. L’étude est basée sur le calcul premier principe (ab-initio) avec l’utilisation de la théorie de la densité fonctionnelle (DFT) sous la méthode du pseudopotentiel, en utilisant le code CASTEP. Les propriétés thermodynamiques ont été explorées avec le programme GIBBS qu’est basé sur le modèle quasi-harmonique de Debye. Les paramètres des mailles calculés sont en bon accord avec les mesures expérimentaux. L’étude, de la structure électronique a été effectuée à travers le calcul des spectres de structure de bandes électroniques et les diagrammes de densité d’états électroniques totale et partielle (TDOS et PDOS). Nos calculs de la structure de bandes électroniques suggèrent que ces composés sont des isolants. De même, les constantes élastiques (Cij) ont été calculées et les modules d'élasticité polycristallin (B et G) ont été estimés en fonction des approximations de Voigt, Reuss et Hill. La variation des différents paramètres optiques tels que: la fonction diélectrique, l’absorption optique, l’indice de réfraction, le coefficient d’extinction, la fonction de perte optique et la réflectivité à 0GPa et sous l'effet de la pression, pour nos composés, a été étudiée. Afin d’explorer le comportement thermodynamique des composés Ca4XN4 sous pression et température, nous avons calculé la variation avec la température pour différentes pressions du volume de réseau, le module de compressibilité, le coefficient d’expansion thermique, la capacité calorifique à pression constante Cp et à volume constant CV, et ainsi que la température de Debye.
Abstract
Our work deal with the study of hydrostatic pressure effect on the structural, elastic, electronic opticalNote de contenu :
Sommaire
Dédicaces
Remerciements
Liste des figures
Liste des tableaux
xii CHAPITRE I : Introduction générale
PRESENTATION DES MATERIAUX
OBJECTIFS DE LA THESE
STRUCTURATION DE LA THESE
BIBLIOGRAPHIES
07 CHAPITRE II : Le cadre théorique de l’outil de calcul
CALCULS AB INITIO
RESOLUTION DE L'EQUATION DE SCHRÖDINGER
Présentation de l’équation et difficulté d’une résolution numérique directe
Découplage électron-nucléo
APPROXIMATIONS BASEES SUR LA FONCTION D'ONDE
Approche de Hartree et de Hartree-Fock et limites
Aproximation des électrons sans interaction
Approche de Hartree-Fock
Limites
Outils de résolution
THEORIE DE LA FONCTIONNELLE DE DENSITE
Approche de Hohenberg-Kohn
La densité comme variable naturelle
Premier théorème et conséquences
Deuxième théorème
Recherche sous contrainte
Approche de Kohn-Sham
Points faibles de la DFT
Au niveau de l’approche de Hohenberg-Kohn
Au niveau des états de Kohn-Sham
CHOIX D'UNE FONCTIONNELLE D'ECHANGE-CORRELATION.
Approximation de la densité locale LDA
Limites de cette approximation
Approximations du type GGA
La connexion adiabatique et les fonctionnelles hybrides
CALCUL DE STRUCTURES ELECTRONIQUES
Systèmes périodiques et base d’ondes planes
Expression des équations de Kohn-Sham dans la base d’ondes planes
Résolution numérique des équations de Kohn-Sha
Echantillonnage de la zone de Brillouin
Expression de la densité électronique
Démarche de résolution numérique
COMMENT REDUIRE LE NOMBRE D'ONDES PLANES UTILISEES?
Approximation du coeur gelé
Approximation des pseudopotentiels
Présentation
Exemples de pseudopotentiels
Expression de l’énergie totale dans l’approche pseudo-potentiel
BIBLIOGRAPHIES
46 CHAPITRE III : Détails de calcu
PRESENTATION DU CODE CASTEP
OPTIMISATION GEOMETRIQUE
PARAMETRES DE CALCULS
CALCUL DE PROPRIETES
Propriétés structurales
La structure cristalline
L'équation d'état
Propriétés électroniques
Structure de bandes électroniques
Densité d’états électroniques
Propriétés élastiques
Propriétés optiques
Propriétés thermodynamique
BIBLIOGRAPHIES
66 CHAPITRE IV : Résultats et discussion
PROPRIETES STRUCTURAL
Propriétés structurales de Ca4TiN
Propriétés structurales à l'équilibre de Ca4TiN4
Equation d'état de Ca4TiN4
Effet de la pression sur les paramètres structuraux de Ca4TiN4
Propriétés structurales de Ca4SiN4 et Ca4GeN4
Propriétés structurales de Ca4SiN4 et Ca4GeN4 à l'équilibre
Equation d'état de Ca4SiN4 et Ca4GeN4
Effet de la pression sur les paramètres structuraux de Ca4SiN4 et Ca4GeN
PROPRIETES ELECTRONIQUES
Propriétés électroniques du composé Ca4TiN4 à pression null
IV.2.1.1 charge électronique.
Effet de la pression sur les propriétés électroniques de Ca4TiN4
Propriétés électroniques des composés Ca4SiN4 et Ca4GeN4 à pression nulle
Structure de bandes électroniques
Densité d’états électroniques Analyse de population de Mulliken
Densité de charge électroniqu
Effet de la pression sur les propriétés électroniques de Ca4SiN4 et Ca4GeN
PROPRIETES OPTIQUE
La fonction diélectrique
Absorption optique
Indice de réfraction et le coefficient d'extinction
Fonction de perte optique et la réflectivité
L'effet de la pression sur les constantes optique
PROPRIETES ELASTIQUES
Propriétés élastiques du composé Ca4TiN4 à pression nulle
Constantes élastiques anisotropes Cij
Stabilité mécanique
Les modules d'élasticités polycristallins
Anisotropie élastique
Température de Debye et les vitesses d’ondes élastiques
Effet de la pression sur les propriétés élastiques du composé Ca4TiN4
L'effet de la pression sur les constantes élastiques
Stabilité mécanique sous pression
Effet de la pression sur les modules d'élasticité isotropes
Evolution de l’anisotropie élastique sous pression
Propriétés élastiques des composés Ca4SiN4 et Ca4GeN4 à pression nulle
Constantes élastiques anisotropes Cij
Stabilité mécanique
Les modules d'élasticités polycristallins
Anisotropie élastique
Température de Debye et les vitesses d’ondes élastiques
Effet de la pression sur les propriétés élastiques des composés Ca4SiN4 et Ca4GeN
L'effet de la pression sur les constantes élastiques
Stabilité mécanique sous pression
Effet de la pression sur les modules d'élasticité isotropes
Evolution de l’anisotropie élastique sous pression
Volume de maille sous température
Effet de la température sur le module de compressibilité
Coefficient d’expansion thermique sous température
Capacité calorifiqu
La capacité calorifique à volume constante
La capacité calorifique à pression constante
Température de Debye
BIBLIOGRAPHIES
154 Conclusion générale
Annexe: Travaux scientifiquesCôte titre : DPH/0230 En ligne : http://dspace.univ-setif.dz:8888/jspui/handle/123456789/3592 Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0230 DPH/0230 Thèse Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleEtude de propriétés structurales et magnétiques de couches minces ferromagnétiques / Tinouche, Massinissa
Titre : Etude de propriétés structurales et magnétiques de couches minces ferromagnétiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Tinouche, Massinissa ; A Kharmouche, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2015 Importance : 1 vol. (106f.) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Couches minces ferromagnétiques Note de contenu : SOMMAIRE I
I Introduction générale 3
I.1 État de l’art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
I.2 Propriétés du Cobalt massif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
II Mécanisme de croissance et magnétisme 11
Généralités sur le mécanisme de croissance et magnétisme 11
II.1 Processus de croissance des couches minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
II.2 Nucléation et croissance des atomes de Cobalt sur un substrat de Si . . . . . . 15
II.3 Magnétisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
III Techniques et conditions expérimentales 30
III.1 Techniques d’élaboration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
III.2 Techniques du vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
III.3 Appareillages et matériaux utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
III.4 Techniques expérimentales de caractérisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
IV Épaisseurs (XRR) & structures (XRD) 49
Mesure des épaisseurs (XRR) & propriétés structurales (XRD) 49
IV.1 Réflectométrie des rayons X par les matériaux stratifiés . . . . . . . . . . . . . 50
IV.2 Propriétés structurales des échantillons (XRD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
V Propriétés magnétiques et corrélations 82
Propriétés magnétiques et corrélations structure/magnétisme 82
V.1 Notations et abréviations utilisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
V.2 Technique de mesure magnétique utilisée (AC Magnetometry) . . . . . . . . . 83
V.3 Courbes expérimentales d’hystérésis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
V.4 Aimantation à saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
V.5 Aimantation rémanente et squareness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
V.6 Champ coercitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Conclusion générale 104
Annexe : Franges de Kiessig A
.1 Réflectivité des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D
Liste des figures iv
TABLE DES MATIÈRES 1
Liste des tableaux viCôte titre : DPH/0185 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1vvhaz68rQ8Jkg6Kd_rBMYO9MWdOIG-uP/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Etude de propriétés structurales et magnétiques de couches minces ferromagnétiques [texte imprimé] / Tinouche, Massinissa ; A Kharmouche, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2015 . - 1 vol. (106f.).
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Couches minces ferromagnétiques Note de contenu : SOMMAIRE I
I Introduction générale 3
I.1 État de l’art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
I.2 Propriétés du Cobalt massif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
II Mécanisme de croissance et magnétisme 11
Généralités sur le mécanisme de croissance et magnétisme 11
II.1 Processus de croissance des couches minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
II.2 Nucléation et croissance des atomes de Cobalt sur un substrat de Si . . . . . . 15
II.3 Magnétisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
III Techniques et conditions expérimentales 30
III.1 Techniques d’élaboration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
III.2 Techniques du vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
III.3 Appareillages et matériaux utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
III.4 Techniques expérimentales de caractérisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
IV Épaisseurs (XRR) & structures (XRD) 49
Mesure des épaisseurs (XRR) & propriétés structurales (XRD) 49
IV.1 Réflectométrie des rayons X par les matériaux stratifiés . . . . . . . . . . . . . 50
IV.2 Propriétés structurales des échantillons (XRD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
V Propriétés magnétiques et corrélations 82
Propriétés magnétiques et corrélations structure/magnétisme 82
V.1 Notations et abréviations utilisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
V.2 Technique de mesure magnétique utilisée (AC Magnetometry) . . . . . . . . . 83
V.3 Courbes expérimentales d’hystérésis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
V.4 Aimantation à saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
V.5 Aimantation rémanente et squareness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
V.6 Champ coercitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Conclusion générale 104
Annexe : Franges de Kiessig A
.1 Réflectivité des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D
Liste des figures iv
TABLE DES MATIÈRES 1
Liste des tableaux viCôte titre : DPH/0185 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1vvhaz68rQ8Jkg6Kd_rBMYO9MWdOIG-uP/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0185 DPH/0185 Thèse Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleEtude de propriétés structurales et magnétiques des couches minces ferromagnétiques à base de métaux de transitions / Intissar Djouada
Titre : Etude de propriétés structurales et magnétiques des couches minces ferromagnétiques à base de métaux de transitions Type de document : texte imprimé Auteurs : Intissar Djouada ; A Kharmouche, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2012 Importance : 1 vol (124 f .) Format : 29 cm Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : CoCr
Métaux de transition
Couches minces
Recuit
DRX
Courbe d'aimantation
Champ coercitifIndex. décimale : 530 Physique Résumé :
Ce travail de thèse porte sur l’étude des propriétés structurales et magnétiques des couches minces CoCr évaporées sous vide sur deux substrats Si(100) et verre, ayant subit un recuit thermique d’une heure, à une température de 700°C et sous un vide de 10-7 mbar. Les épaisseurs sont confinées dans la gamme 17 nm-220 nm, et les concentrations atomiques dans la gamme 82%-88% de Co, valeurs déterminées par les mesures de RBS. L’étude par DRX a montré que les films ont gardé leur structure cristallographique hcp ainsi que la direction préférentielle <0001>, après recuit. D’autre part, la taille des cristallites et les paramètres de maille ont augmenté, ce qui montre que les films sont sous contrainte du fait de la dilatation de la maille cristalline. La taille des cristallites diminue avec la teneur en Cr. Par ailleurs, les observations AFM montrent qu’une croissance du type Stranski-Krastanov est favorisée. Enfin, les mesures de cycles d’hystérésis par AGFM permettent d’affirmer que nos couches minces demeurent ferromagnétiques après recuit, avec une anisotropie planaire et une légère diminution de l’aimantation à saturation. Le champ coercitif se trouve remarquablement augmenté et une grande amélioration de la squareness caractérise les films recuitsCôte titre : DPH/0171-0172 En ligne : http://dspace.univ-setif.dz:8888/jspui/handle/123456789/1993 Etude de propriétés structurales et magnétiques des couches minces ferromagnétiques à base de métaux de transitions [texte imprimé] / Intissar Djouada ; A Kharmouche, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2012 . - 1 vol (124 f .) ; 29 cm.
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : CoCr
Métaux de transition
Couches minces
Recuit
DRX
Courbe d'aimantation
Champ coercitifIndex. décimale : 530 Physique Résumé :
Ce travail de thèse porte sur l’étude des propriétés structurales et magnétiques des couches minces CoCr évaporées sous vide sur deux substrats Si(100) et verre, ayant subit un recuit thermique d’une heure, à une température de 700°C et sous un vide de 10-7 mbar. Les épaisseurs sont confinées dans la gamme 17 nm-220 nm, et les concentrations atomiques dans la gamme 82%-88% de Co, valeurs déterminées par les mesures de RBS. L’étude par DRX a montré que les films ont gardé leur structure cristallographique hcp ainsi que la direction préférentielle <0001>, après recuit. D’autre part, la taille des cristallites et les paramètres de maille ont augmenté, ce qui montre que les films sont sous contrainte du fait de la dilatation de la maille cristalline. La taille des cristallites diminue avec la teneur en Cr. Par ailleurs, les observations AFM montrent qu’une croissance du type Stranski-Krastanov est favorisée. Enfin, les mesures de cycles d’hystérésis par AGFM permettent d’affirmer que nos couches minces demeurent ferromagnétiques après recuit, avec une anisotropie planaire et une légère diminution de l’aimantation à saturation. Le champ coercitif se trouve remarquablement augmenté et une grande amélioration de la squareness caractérise les films recuitsCôte titre : DPH/0171-0172 En ligne : http://dspace.univ-setif.dz:8888/jspui/handle/123456789/1993 Exemplaires (2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0171 DPH/0171-0172 Thèse Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleDPH/0172 DPH/0171-0172 Thèse Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleEtude des propriétés structurales et magnéto-optiques des films ultraminces Fe/Pd(001) relaxés dans le régime pseudomorphique. / Oumnia Taallah
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PermalinkEtude des propriétés structurelles, électriques et magnétiques des couches minces Ni/Co/Si élaborées par évaporation à effet joule / Talbi, Imane
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PermalinkEtude qualitative d’une classe d’équations différentielles du second ordre / Benatia, Khadidja
PermalinkPermalinkPermalinkPermalinkEtude qualitative de quelques classes de systèmes différentiels linéaires par morceaux / Bouthaina SAHNOUNE
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