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Structural, electronic and magnetic properties of graphene and h-BN 2D nanomaterials on Co substrate: an ab-initio study / Si Abdallah,Fatma
Titre : Structural, electronic and magnetic properties of graphene and h-BN 2D nanomaterials on Co substrate: an ab-initio study Type de document : texte imprimé Auteurs : Si Abdallah,Fatma, Auteur ; Khellil Bouamama, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2021 Importance : 1 vol (77 f .) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Physique Index. décimale : 530 Physique Résumé :
Les matériaux bidimensionnels (2D) tels que le graphène et l’hexagonal de nitrure
de bore (h-BN), en raison des propriétés uniques qu'ils possèdent, ont suscité un intérêt
croissant en tant que plateforme pour présenter des applications potentielles et futures dans les
dispositifs optoélectroniques et spintroniques. Dans ce travail, nous avons étudié les
propriétés structurale, magnétique et électronique des monocouche et bicouches de graphène
et d’h-BN en interfaces avec un substrat de cobalt, en nous basant sur des calculs ab-initio.
Ainsi, nous avons étudié l'effet d'un substrat de cobalt à travers une étude approfondie des
systèmes graphène/Co(0001) et h-BN/Co(0001), pour différentes configurations d'empilement
et déterminer les configurations les plus stables. Les principales propriétés électroniques et
magnétiques sont expliquées au moyen des hybridations d'interface et de transfert de charge
entre les atomes de Co et les atomes de C (B et N). Enfin, dans le cas du graphène, nous avons
traité une situation plus compliquée lorsque les deux couches sont en rotation avec différents
angles ce qui reflète le cas expérimental réel.Côte titre : DPH/0252 En ligne : https://drive.google.com/file/d/17t-78IuRIKRDgLyR2EaIo3jKsGjcv8dM/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Structural, electronic and magnetic properties of graphene and h-BN 2D nanomaterials on Co substrate: an ab-initio study [texte imprimé] / Si Abdallah,Fatma, Auteur ; Khellil Bouamama, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2021 . - 1 vol (77 f .) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Physique Index. décimale : 530 Physique Résumé :
Les matériaux bidimensionnels (2D) tels que le graphène et l’hexagonal de nitrure
de bore (h-BN), en raison des propriétés uniques qu'ils possèdent, ont suscité un intérêt
croissant en tant que plateforme pour présenter des applications potentielles et futures dans les
dispositifs optoélectroniques et spintroniques. Dans ce travail, nous avons étudié les
propriétés structurale, magnétique et électronique des monocouche et bicouches de graphène
et d’h-BN en interfaces avec un substrat de cobalt, en nous basant sur des calculs ab-initio.
Ainsi, nous avons étudié l'effet d'un substrat de cobalt à travers une étude approfondie des
systèmes graphène/Co(0001) et h-BN/Co(0001), pour différentes configurations d'empilement
et déterminer les configurations les plus stables. Les principales propriétés électroniques et
magnétiques sont expliquées au moyen des hybridations d'interface et de transfert de charge
entre les atomes de Co et les atomes de C (B et N). Enfin, dans le cas du graphène, nous avons
traité une situation plus compliquée lorsque les deux couches sont en rotation avec différents
angles ce qui reflète le cas expérimental réel.Côte titre : DPH/0252 En ligne : https://drive.google.com/file/d/17t-78IuRIKRDgLyR2EaIo3jKsGjcv8dM/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0252 DPH/0252 Thèse Bibliothéque des sciences Anglais Disponible
DisponibleStructure cristallographique electronique et magnetisme de depots de platine sur du cobalt hcp monocristallin et de sandwiches co pt co hcp / Antoine Barbier
Titre : Structure cristallographique electronique et magnetisme de depots de platine sur du cobalt hcp monocristallin et de sandwiches co pt co hcp Type de document : texte imprimé Auteurs : Antoine Barbier, Auteur ; B Carriere, Directeur de thèse Année de publication : 1993 Importance : 1 vol (256 f .) Format : 24cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Physique Index. décimale : 530 Physique Côte titre : DPH/0268 Structure cristallographique electronique et magnetisme de depots de platine sur du cobalt hcp monocristallin et de sandwiches co pt co hcp [texte imprimé] / Antoine Barbier, Auteur ; B Carriere, Directeur de thèse . - 1993 . - 1 vol (256 f .) ; 24cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Physique Index. décimale : 530 Physique Côte titre : DPH/0268 Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0268 DPH/0268 Thèse Bibliothéque des sciences Français Disponible
Disponible
Titre : Structure et magnétisme de couches minces Type de document : texte imprimé Auteurs : Bensehil, ilhem ; A Kharmouche, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2016 Importance : 1 vol. (111f.) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Fe
Couches minces
Evaporation
DRX
VSM
Champ coercitifRésumé : Des séries de couches minces de Fe ont été évaporées sous vide par effet Joule, sur des substrats de Si(100), Si(111) et Cu. Les épaisseurs sont confinées dans la gamme de 13 à 69 nm. La caractérisation des couches minces obtenues a été faite par la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie à force atomique (AFM) et le magnétomètre à échantillon vibrant (VSM). La DRX a montré que les couches minces de Fe sont polycristallines avec une structure cubique centrée et une direction préférentielle suivant (110), la taille des grains étant confinée entre 14,6 et 41,8 nm. Le taux de contrainte ɛ est positif pour la pluparts des échantillons excepté pour un seul film de Fe/Si(100) qui présente une valeur négative. La microscopie AFM a montré que les échantillons de la série Fe/Si(100) ont une rugosité de surface variant entre 0,4 et 4 nm, alors que les échantillons de la série Fe/Si(111) ont une rugosité varie entre 0.5 et 5 nm.
Les cycles d’hystérésis montrent un axe facile dans le plan et un axe difficile perpendiculaire au plan des couches, ainsi qu’une isotropie magnétique planaire pour toutes les couches minces de Fe. Les couches montrent une diminution de la coercivité avec l’augmentation de l’épaisseur jusqu’à une épaisseur limite. Le champ de saturation et le champ coercitif varient entre 35 à 400 Oe et de 7 à 130 Oe, respectivement. Une bonne squareness est observée pour la majorité des couches minces.Note de contenu : Sommaire
Introduction générale …………………………………………………..5 Chapitre I : Généralités : magnétisme et études antérieurs sur les couches minces de Fer
I.1 Introduction………………………………………………………………….....12
I.2 Origine du magnétisme …………………………………………………………12
I.3 Le ferromagnétisme et l’échange………………………………………………15
I.4 Anisotropie magnétique ………………………………………………….…….20
I.5 Les facteurs influent sur les paramètres ferromagnétiques………………..….22
I.6 Applications des matériaux magnétiques………………………………....…..24
I.7 Propriétés physiques fondamentales du Fe massif …………………………...26
I.8 Travaux antérieures sur le fer en couches minces……………………..…..…27
Références bibliographiques…………………………………………………..…...30 Chapitre II : Techniques expérimentales
II.1 Introduction……………………………………………………………………36
II.2 Techniques expérimentales d’élaboration des couches minces……………...36
II.3 Evaporation sous vide ………………………………………………………..39
II.4 Techniques expérimentales de caractérisation………………………………47
II.5 Conclusion……………………………………………………………………52
Références bibliographiques……………………………………………………….53
Chapitre III : Propriétés structurales
III.1 Introduction…………………………………………………………………..56
III.2 Elaboration des couches minces de Fer ……………………………………56
III.3 Analyse de la structure des couches minces de Fer…………………………58
III.4 Morphologie et topographie des couches minces de Fer …………………..73
III.5 Conclusion………………………………………………………….………..81
Références bibliographique……………………………………………….……….82 Chapitre IV : Propriétés magnétiques
IV.1 Introduction…………………………………………………………………..85
IV.2 Cycles d’hystérésis ……………………………………………………….....85
IV.3 Paramètres intrinsèques des couches minces de Fer……………………….93
IV.4 Conclusion…………………………………………………………………..105
Références bibliographiques……………………………………………………..105
Conclusion générale …………………………………………………107Côte titre : DPH/0193 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1dyO2_fl0JkBZ4t53Ntr8hv5yCeWoGYVQ/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Structure et magnétisme de couches minces [texte imprimé] / Bensehil, ilhem ; A Kharmouche, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2016 . - 1 vol. (111f.).
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Fe
Couches minces
Evaporation
DRX
VSM
Champ coercitifRésumé : Des séries de couches minces de Fe ont été évaporées sous vide par effet Joule, sur des substrats de Si(100), Si(111) et Cu. Les épaisseurs sont confinées dans la gamme de 13 à 69 nm. La caractérisation des couches minces obtenues a été faite par la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie à force atomique (AFM) et le magnétomètre à échantillon vibrant (VSM). La DRX a montré que les couches minces de Fe sont polycristallines avec une structure cubique centrée et une direction préférentielle suivant (110), la taille des grains étant confinée entre 14,6 et 41,8 nm. Le taux de contrainte ɛ est positif pour la pluparts des échantillons excepté pour un seul film de Fe/Si(100) qui présente une valeur négative. La microscopie AFM a montré que les échantillons de la série Fe/Si(100) ont une rugosité de surface variant entre 0,4 et 4 nm, alors que les échantillons de la série Fe/Si(111) ont une rugosité varie entre 0.5 et 5 nm.
Les cycles d’hystérésis montrent un axe facile dans le plan et un axe difficile perpendiculaire au plan des couches, ainsi qu’une isotropie magnétique planaire pour toutes les couches minces de Fe. Les couches montrent une diminution de la coercivité avec l’augmentation de l’épaisseur jusqu’à une épaisseur limite. Le champ de saturation et le champ coercitif varient entre 35 à 400 Oe et de 7 à 130 Oe, respectivement. Une bonne squareness est observée pour la majorité des couches minces.Note de contenu : Sommaire
Introduction générale …………………………………………………..5 Chapitre I : Généralités : magnétisme et études antérieurs sur les couches minces de Fer
I.1 Introduction………………………………………………………………….....12
I.2 Origine du magnétisme …………………………………………………………12
I.3 Le ferromagnétisme et l’échange………………………………………………15
I.4 Anisotropie magnétique ………………………………………………….…….20
I.5 Les facteurs influent sur les paramètres ferromagnétiques………………..….22
I.6 Applications des matériaux magnétiques………………………………....…..24
I.7 Propriétés physiques fondamentales du Fe massif …………………………...26
I.8 Travaux antérieures sur le fer en couches minces……………………..…..…27
Références bibliographiques…………………………………………………..…...30 Chapitre II : Techniques expérimentales
II.1 Introduction……………………………………………………………………36
II.2 Techniques expérimentales d’élaboration des couches minces……………...36
II.3 Evaporation sous vide ………………………………………………………..39
II.4 Techniques expérimentales de caractérisation………………………………47
II.5 Conclusion……………………………………………………………………52
Références bibliographiques……………………………………………………….53
Chapitre III : Propriétés structurales
III.1 Introduction…………………………………………………………………..56
III.2 Elaboration des couches minces de Fer ……………………………………56
III.3 Analyse de la structure des couches minces de Fer…………………………58
III.4 Morphologie et topographie des couches minces de Fer …………………..73
III.5 Conclusion………………………………………………………….………..81
Références bibliographique……………………………………………….……….82 Chapitre IV : Propriétés magnétiques
IV.1 Introduction…………………………………………………………………..85
IV.2 Cycles d’hystérésis ……………………………………………………….....85
IV.3 Paramètres intrinsèques des couches minces de Fer……………………….93
IV.4 Conclusion…………………………………………………………………..105
Références bibliographiques……………………………………………………..105
Conclusion générale …………………………………………………107Côte titre : DPH/0193 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1dyO2_fl0JkBZ4t53Ntr8hv5yCeWoGYVQ/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0193 DPH/0193 Thèse Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleStudy of Fundamental Physical Properties of Some Ternary Nitride-Based Compounds (Ca5Si2N6 and Sr5Ge2N6) / Loubna Debache
Titre : Study of Fundamental Physical Properties of Some Ternary Nitride-Based Compounds (Ca5Si2N6 and Sr5Ge2N6) Type de document : texte imprimé Auteurs : Loubna Debache ; Youcef Medkour, Directeur de thèse Editeur : Sétif:UFA1 Année de publication : 2024 Importance : 1 vol (88 f .) Format : 29 cm Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Ternary nitrides Density functional theory GGA-PBEsol TB-mBJ Elastic
properties Electronic band structure Optical properties Transport properties Thermodynamic
propertiesIndex. décimale : 530 Physique Résumé : Our work consists in studying the structural, elastic, electronic, optical, thermoelectric
and thermodynamic properties of the ternary nitrides Ca5Si2N6 and Sr5Ge2N6, using the
density functional theory (DFT) within the GGA-PBEsol and TB-mBJ approaches. The
theoretically predicted lattice parameters constants are consistent with the available
experimental results. According to the estimated cohesive energy, formation enthalpy and
Born-Huang stability criterion, the examined compounds are thermodynamically and
mechanically stable. Findings on elastic properties suggest that both nitrides are ductile in
nature with significant elastic anisotropy. Using the TB-mBJ electronic band structure, these
nitrides were found to be semiconductors with a direct band gap (V-V) of 3.55 eV for
Ca5Si2N6 and indirect band gap (V-Γ) of 3.15eV for Sr5Ge2N6. The nitridosilicate compound
can be used as a phosphor material because the band gap and Deby temperature values are
within the recommended range. Substitution with heavier cations leads to narrowing the Eg
value and reducing the Ï´D(K) value. Even that, this material is still useful for other optical
applications. The computed optical functions show a modest static dielectric, a notable optical
anisotropy and a strong absorptivity of electromagnetic waves in the ultraviolet range,
indicating that the title compounds are suitable for UV-optoelectronic applications.
Furthermore, transport properties, including Seebeck coefficient, electrical conductivity,
thermal conductivity, power factor and figure of merit have been studied employing classical
BoltzTrap software. The large figure of merit (ZT) values of these ternary nitrides, suggests
their potential use in thermoelectric devices, especially at low and room temperature. Using
Debye's quasi-harmonic model, we explored the thermodynamic properties of Ca5Si2N6 and
Sr5Ge2N6 under the effect of temperature and pressure such as: the modulus of compressibility
B, coefficient of thermal expansion α, heat capacity at constant volume CV, heat capacity at
constant pressure CP and the Debye temperature Ï´D(K)Côte titre : DPH/0298 En ligne : http://dspace.univ-setif.dz:8888/jspui/retrieve/8476/2309.pdf Format de la ressource électronique : Study of Fundamental Physical Properties of Some Ternary Nitride-Based Compounds (Ca5Si2N6 and Sr5Ge2N6) [texte imprimé] / Loubna Debache ; Youcef Medkour, Directeur de thèse . - [S.l.] : Sétif:UFA1, 2024 . - 1 vol (88 f .) ; 29 cm.
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Ternary nitrides Density functional theory GGA-PBEsol TB-mBJ Elastic
properties Electronic band structure Optical properties Transport properties Thermodynamic
propertiesIndex. décimale : 530 Physique Résumé : Our work consists in studying the structural, elastic, electronic, optical, thermoelectric
and thermodynamic properties of the ternary nitrides Ca5Si2N6 and Sr5Ge2N6, using the
density functional theory (DFT) within the GGA-PBEsol and TB-mBJ approaches. The
theoretically predicted lattice parameters constants are consistent with the available
experimental results. According to the estimated cohesive energy, formation enthalpy and
Born-Huang stability criterion, the examined compounds are thermodynamically and
mechanically stable. Findings on elastic properties suggest that both nitrides are ductile in
nature with significant elastic anisotropy. Using the TB-mBJ electronic band structure, these
nitrides were found to be semiconductors with a direct band gap (V-V) of 3.55 eV for
Ca5Si2N6 and indirect band gap (V-Γ) of 3.15eV for Sr5Ge2N6. The nitridosilicate compound
can be used as a phosphor material because the band gap and Deby temperature values are
within the recommended range. Substitution with heavier cations leads to narrowing the Eg
value and reducing the Ï´D(K) value. Even that, this material is still useful for other optical
applications. The computed optical functions show a modest static dielectric, a notable optical
anisotropy and a strong absorptivity of electromagnetic waves in the ultraviolet range,
indicating that the title compounds are suitable for UV-optoelectronic applications.
Furthermore, transport properties, including Seebeck coefficient, electrical conductivity,
thermal conductivity, power factor and figure of merit have been studied employing classical
BoltzTrap software. The large figure of merit (ZT) values of these ternary nitrides, suggests
their potential use in thermoelectric devices, especially at low and room temperature. Using
Debye's quasi-harmonic model, we explored the thermodynamic properties of Ca5Si2N6 and
Sr5Ge2N6 under the effect of temperature and pressure such as: the modulus of compressibility
B, coefficient of thermal expansion α, heat capacity at constant volume CV, heat capacity at
constant pressure CP and the Debye temperature Ï´D(K)Côte titre : DPH/0298 En ligne : http://dspace.univ-setif.dz:8888/jspui/retrieve/8476/2309.pdf Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0298 DPH/0298 Thèse Bibliothéque des sciences Anglais Disponible
DisponibleStudy of fundamentals physicals properties of the layered BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) by first principles methods / Boudiaf,Khadidja
Titre : Study of fundamentals physicals properties of the layered BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) by first principles methods Type de document : texte imprimé Auteurs : Boudiaf,Khadidja, Auteur ; Ammar Mosbah, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2019 Importance : 1 vol (160 f.) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Cristal en couches de type LaOAgS
Calculs de premiers principes
Effective masseIndex. décimale : 530 Physique Résumé :
Dans le travail présent, nous avons étudié les propriétés structurales, élastiques,
électroniques, optiques, thermoélectriques et thermodynamiques des composées BaFAgCh
(Ch = S, Se, Te) qui se cristallise dans une structure de type LaOAgS en utilisant la
méthode des ondes planes augmentées linéarisé (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie de
la fonctionnelle de la densité (DFT). Pour évaluer l’effet du couplage spin-orbite (SOC),
nous avons effectué les calculs à la fois sans et avec l’inclusion du couplage spin-orbite.
Nous avons trouvé que l’effet du SOC est non négligeable dans les composés étudiés. Les
paramètres structuraux calculés sont en bon accord avec les données expérimentales
disponibles. Les constants élastiques des composés monocristallins et polycristallins sont
déterminés en utilisant la méthode énergie-déformation. Les composés étudiés sont
caractérisés par une forte anisotropie concernant les paramètres structuraux et les constants
élastiques. Les structures de bandes d’énergie calculées via le potentiel TB-mBJ révèlent
que les trois composés considérés sont des semi-conducteurs à large bande interdite. Les
états électroniques formant les bandes d’énergie et la nature des liaisons chimiques sont
déterminés à partir des diagrammes des densités d’états électroniques partielles. La
dépendance des fonctions optiques (y compris la fonction diélectrique, coefficient
d’absorption, indice de réfraction, coefficient d’extinction, la réflectivité et la fonction de
perte d’énergie) en énergie des photons est étudiée dans un intervalle d’énergie de 0 à 30
eV. L'origine microscopique des états électroniques responsables des structures des
spectres optiques est déterminée. Les spectres optiques présentent une forte anisotropie.
Les dépendances des paramètres thermoélectriques (y compris le coefficient de Seebeck,
conductivité électrique, conductivité thermique et figure de mérite) en température et en
pression sont étudiées en utilisant la théorie semi-classique de transport de Boltzmann
basée sur la structure de bande calculée via la méthode FP-LAPW. Les résultats obtenus
montrent que les valeurs numériques des paramètres thermoélectriques des composés
dopés p sont plus grandes que celles des composés dopés n. Les valeurs optimales de la
concentration du dopant et de la température qui correspondent à la valeur maximale de la
figure de mérite sont déterminées. C’est valeurs sont très importantes pour guider les
travaux expérimentaux. Le modèle quasi-harmonique de Debye en association avec la
méthode FP-LAPW, est utilisé pour étudier la dépendance en température et en pression du
volume de la maille unitaire, module de compressibilité, capacité thermique, coefficient de
dilatation thermique et la température de Debye.Note de contenu :
Sommaire
Chapter I : General introduction
I.1. Preamble ………………………………………………………………………. 1
I.2. Problematic, motivation and Key objectives ………………………………….. 2
I.3. Thesis outline …………………………………………………........................... 7
References .…………………………………………………………………………. 8
Chapter II : Density Functional Theory (DFT)
II.1. Introduction …………………………………………………………………… 13
II.2. Born Oppenheimer approximation ……………………………………………. 15
II.3. density-functional theory ……………………………………………………… 16
II.3.1. Hohenberg-Kohn theorems …………………………………………….. 16
II.3.2. The Kohn-Sham equations …………………………………………….. 18
II.4. Solving the Kohn–Sham equations …………………………………………… 21
II.5. Exchange-correlation energy approximations ………………………………… 22
II.5.1. Local Density Approximation (LDA) …………………………………. 22
II.5.2. Generalized Gradient Approximation (GGA) …………………………. 24
II.5.3. Problems with the LDA and GGA …………………………………….. 26
II.5.4. LDA+U approach………………………………………………………. 26
II.5.5. TB-mBJ approach ……………………………………………………… 27
II.5.6. Hybrid functional ………………………………………………………. 28
References …………………………………………………………………………. 31
Chapter III: FP-LAPW method
III.1. Introduction …………………………………………………………………... 35
III.2. The APW method ……………………………………………………………. 36
III.3. The FP-LAPW method ………………………………………………………. 39
III.4. Construction of the Radial Functions ………………………………………... 40
III.4.1. Non-relativistic Radial Functions …………………………………….. 40
III.4.2. Relativistic Radial Functions ………………………………………….. 41
III.5. Semi-core states problem …………………………………………………….. 43
III.5.1. Multiple energy windows ……………………………………………... 43
III.5.2. LAPW+LO method ...…………………………………………………. 44
References …………………………………………………………………………. 45
Chapter IV : Results and discussion
IV.1. Structural properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ………………………. 48
IV.2. Elastic properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) …………………………. 56
IV.2.1. Preamble ……………………………………………………………… 56
IV.2.2. Calculation method …………………………………………………… 59
IV.2.3. Single-crystal elastic constants ………………………………………. 61
IV.2.4. Polycrystalline elastic properties …………………………………….. 63
IV.3. Electronic properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ……………………… 63
IV.3.1. Preamble .……………………………………………………………… 70
IV.3.2. Scalar relativistic electronic band structure …………………………… 71
IV.3.3. Full relativistic electronic band structure ……………………………. 74
IV.3.4. Effective mass ………………………………………………………… 76
IV.3.5. Total and partial density of states ……………………………………. 79
IV.3.6. Electronics charge density ……………………………………………. 81
IV.4. Optical Properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ………………………… 83
IV.5. Thermoelectric properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ………………… 99
IV.5.1. Thermoelectricity ……………………………………………………… 99
IV.5.2. Electrical and thermal conduction …………………………………… 102
IV.5.3. optimisation of thermoelectric materials ……………………………… 104
IV.5.4. From conventional to new thermoelectric materials ………………… 106
IV.5.5. Chemical potential …………………………………………………… 107
IV.5.6. Chemical potential dependence of TE properties of BaFAgCh (Ch = S,
Se and Te) …………………………………………………………………………
109
IV.5.7. Relaxation time and lattice thermal conductivity ……………………. 111
IV.5.8. Carrier concentration and temperature dependence of TE properties of
BaFAgCh (Ch = S, Se and Te)………………………………………………………
113
IV.6. Thermodynamic properties BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ………………….. 119
References …………………………………………………………………………. 129
Conclusion 136
Appendix
A.1. Wien2k Code …………………………………………………………………. 140
A.2. Spin-Orbit Coupling ………………………………...……………………….. 145
A.3. BoltzTraP Code ……………………………………………………………….. 148
A.4. Gibbs2 Code …………………………………………………………………... 153
References ………………………………………………………………………….. 158
Côte titre : DPH/0223 Study of fundamentals physicals properties of the layered BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) by first principles methods [texte imprimé] / Boudiaf,Khadidja, Auteur ; Ammar Mosbah, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2019 . - 1 vol (160 f.) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Cristal en couches de type LaOAgS
Calculs de premiers principes
Effective masseIndex. décimale : 530 Physique Résumé :
Dans le travail présent, nous avons étudié les propriétés structurales, élastiques,
électroniques, optiques, thermoélectriques et thermodynamiques des composées BaFAgCh
(Ch = S, Se, Te) qui se cristallise dans une structure de type LaOAgS en utilisant la
méthode des ondes planes augmentées linéarisé (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie de
la fonctionnelle de la densité (DFT). Pour évaluer l’effet du couplage spin-orbite (SOC),
nous avons effectué les calculs à la fois sans et avec l’inclusion du couplage spin-orbite.
Nous avons trouvé que l’effet du SOC est non négligeable dans les composés étudiés. Les
paramètres structuraux calculés sont en bon accord avec les données expérimentales
disponibles. Les constants élastiques des composés monocristallins et polycristallins sont
déterminés en utilisant la méthode énergie-déformation. Les composés étudiés sont
caractérisés par une forte anisotropie concernant les paramètres structuraux et les constants
élastiques. Les structures de bandes d’énergie calculées via le potentiel TB-mBJ révèlent
que les trois composés considérés sont des semi-conducteurs à large bande interdite. Les
états électroniques formant les bandes d’énergie et la nature des liaisons chimiques sont
déterminés à partir des diagrammes des densités d’états électroniques partielles. La
dépendance des fonctions optiques (y compris la fonction diélectrique, coefficient
d’absorption, indice de réfraction, coefficient d’extinction, la réflectivité et la fonction de
perte d’énergie) en énergie des photons est étudiée dans un intervalle d’énergie de 0 à 30
eV. L'origine microscopique des états électroniques responsables des structures des
spectres optiques est déterminée. Les spectres optiques présentent une forte anisotropie.
Les dépendances des paramètres thermoélectriques (y compris le coefficient de Seebeck,
conductivité électrique, conductivité thermique et figure de mérite) en température et en
pression sont étudiées en utilisant la théorie semi-classique de transport de Boltzmann
basée sur la structure de bande calculée via la méthode FP-LAPW. Les résultats obtenus
montrent que les valeurs numériques des paramètres thermoélectriques des composés
dopés p sont plus grandes que celles des composés dopés n. Les valeurs optimales de la
concentration du dopant et de la température qui correspondent à la valeur maximale de la
figure de mérite sont déterminées. C’est valeurs sont très importantes pour guider les
travaux expérimentaux. Le modèle quasi-harmonique de Debye en association avec la
méthode FP-LAPW, est utilisé pour étudier la dépendance en température et en pression du
volume de la maille unitaire, module de compressibilité, capacité thermique, coefficient de
dilatation thermique et la température de Debye.Note de contenu :
Sommaire
Chapter I : General introduction
I.1. Preamble ………………………………………………………………………. 1
I.2. Problematic, motivation and Key objectives ………………………………….. 2
I.3. Thesis outline …………………………………………………........................... 7
References .…………………………………………………………………………. 8
Chapter II : Density Functional Theory (DFT)
II.1. Introduction …………………………………………………………………… 13
II.2. Born Oppenheimer approximation ……………………………………………. 15
II.3. density-functional theory ……………………………………………………… 16
II.3.1. Hohenberg-Kohn theorems …………………………………………….. 16
II.3.2. The Kohn-Sham equations …………………………………………….. 18
II.4. Solving the Kohn–Sham equations …………………………………………… 21
II.5. Exchange-correlation energy approximations ………………………………… 22
II.5.1. Local Density Approximation (LDA) …………………………………. 22
II.5.2. Generalized Gradient Approximation (GGA) …………………………. 24
II.5.3. Problems with the LDA and GGA …………………………………….. 26
II.5.4. LDA+U approach………………………………………………………. 26
II.5.5. TB-mBJ approach ……………………………………………………… 27
II.5.6. Hybrid functional ………………………………………………………. 28
References …………………………………………………………………………. 31
Chapter III: FP-LAPW method
III.1. Introduction …………………………………………………………………... 35
III.2. The APW method ……………………………………………………………. 36
III.3. The FP-LAPW method ………………………………………………………. 39
III.4. Construction of the Radial Functions ………………………………………... 40
III.4.1. Non-relativistic Radial Functions …………………………………….. 40
III.4.2. Relativistic Radial Functions ………………………………………….. 41
III.5. Semi-core states problem …………………………………………………….. 43
III.5.1. Multiple energy windows ……………………………………………... 43
III.5.2. LAPW+LO method ...…………………………………………………. 44
References …………………………………………………………………………. 45
Chapter IV : Results and discussion
IV.1. Structural properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ………………………. 48
IV.2. Elastic properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) …………………………. 56
IV.2.1. Preamble ……………………………………………………………… 56
IV.2.2. Calculation method …………………………………………………… 59
IV.2.3. Single-crystal elastic constants ………………………………………. 61
IV.2.4. Polycrystalline elastic properties …………………………………….. 63
IV.3. Electronic properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ……………………… 63
IV.3.1. Preamble .……………………………………………………………… 70
IV.3.2. Scalar relativistic electronic band structure …………………………… 71
IV.3.3. Full relativistic electronic band structure ……………………………. 74
IV.3.4. Effective mass ………………………………………………………… 76
IV.3.5. Total and partial density of states ……………………………………. 79
IV.3.6. Electronics charge density ……………………………………………. 81
IV.4. Optical Properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ………………………… 83
IV.5. Thermoelectric properties of BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ………………… 99
IV.5.1. Thermoelectricity ……………………………………………………… 99
IV.5.2. Electrical and thermal conduction …………………………………… 102
IV.5.3. optimisation of thermoelectric materials ……………………………… 104
IV.5.4. From conventional to new thermoelectric materials ………………… 106
IV.5.5. Chemical potential …………………………………………………… 107
IV.5.6. Chemical potential dependence of TE properties of BaFAgCh (Ch = S,
Se and Te) …………………………………………………………………………
109
IV.5.7. Relaxation time and lattice thermal conductivity ……………………. 111
IV.5.8. Carrier concentration and temperature dependence of TE properties of
BaFAgCh (Ch = S, Se and Te)………………………………………………………
113
IV.6. Thermodynamic properties BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) ………………….. 119
References …………………………………………………………………………. 129
Conclusion 136
Appendix
A.1. Wien2k Code …………………………………………………………………. 140
A.2. Spin-Orbit Coupling ………………………………...……………………….. 145
A.3. BoltzTraP Code ……………………………………………………………….. 148
A.4. Gibbs2 Code …………………………………………………………………... 153
References ………………………………………………………………………….. 158
Côte titre : DPH/0223 Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0223 DPH/0223 Thèse Bibliothéque des sciences Anglais Disponible
DisponibleStudy of the heterogeneity correction in lung cancer 3Dconformal treatment planning with Eclipse Varian TPS ver.11.0.31 / Riham Djaghloul
PermalinkSuper symétrie en mécanique quantique étude de quelques potentiels singuliers / Boudoukha,Samia
PermalinkPermalinkSynthèse et caractérisation des films minces d’oxyde de cuivre dopé par l’aluminium sur ITO / Madaci ,Khalil
PermalinkSynthèse et caractérisation de nanoparticules semiconductrice à base de soufre Pour le traitement de l’environnement. / Nadjoua Souayah
PermalinkPermalinkPermalinkPermalinkSynthèse et étude des films minces de CdS par voie électrochimique / Slimani Fatima Zahra
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