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| Titre : |
Etude des propriétés physiques de quelques composés intermétalliques binaires : APt3 (A=Mg, Sc, Y et Zr). Effet du bore et de la pression hydrostatique. |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Benamer, Ali, Auteur ; Roumili,Abdelkrim, Directeur de thèse |
| Editeur : |
Setif:UFA |
| Année de publication : |
2018 |
| Importance : |
1 vol (105 f .) |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Français (fre) |
| Catégories : |
Thèses & Mémoires:Physique
|
| Mots-clés : |
Composés intermétalliques binaires
Pression hydrostatique |
| Index. décimale : |
530 Physique |
| Résumé : |
Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les propriétés structurales, élastiques, thermiques et électroniques, des composés intermétalliques binaires de la forme APt3 qui se cristallisent dans la structure cubique où (A = Mg) un métal alcalin et (A = Sc, Y et Zr) des métaux de transition. Nous avons utilisé la méthode de calcul des ondes planes et du pseudo-potentiel (PP-PW) implémentée dans le code CASTEP qui se base sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) en traitant l’énergie d’échange et de corrélation par l’approximation du gradient généralisé (GGA-PW91). Nous avons calculé les paramètres structuraux, les coefficients élastiques (Cij), les modules d’élasticité et nous avons étudié l'effet de la pression hydrostatique (jusqu'à 50 GPa). Le modèle de Debye a été présenté en calculant la température de Debye ϴD. Nous avons également abordé les propriétés électroniques: la structure de bande, la densité d’état (DOS) ainsi que la distribution électronique.
Les résultats des propriétés physiques obtenues sont en accord avec les résultats expérimentaux et théoriques disponibles. L'un des résultats les plus importants étant que ces matériaux présentent un caractère métallique. Ils ont également une bonne stabilité à haute température.
Au cours de notre travail de recherche, nous avons étudié les composés ABPt3 en insérant l'élément de l’atome Bore B, qui est considéré comme un élément non métallique. Après l'étude des propriétés élastiques, il s’est avéré qu’ils sont mécaniquement instables. |
| Note de contenu : |
Sommaire
Chapitre I : Généralités sur les composés intermétalliques
I-1- Introduction ……………………………………………………………….12
I-2-Les pérovskites ……………………………………………………………..12
I-3-Les antipérovskites …………………………………………………………14
I-3-1-Les antipérovskites des composés ternaires …………………..……14
I-3-2-Les antipérovskites binaires ………………………………………….…15
I-4-Les différents types de liaisons et leur influence sur les structures15
I-4.1-Origine de la cohésion des solides ……………………………………15
I-4.2-Type de liaisons …………………………………………………………..17
I-4.2.1-Les liaisons physiques …………………………………………………17
I- I-4.2.2-Les liaisons chimiques …………………………………….……….17
I-4.2.2.1-Liaison covalente ……………………………………………………17
I-4.2.2.2-Liaison ionique ……………………………………………………….18
I-4.2.2.3-Liaison métallique …………………………………………………..19
I-4.2.2.4-Les cristaux moléculaires …………………………………………20
I-5- Les composées intermétalliques ………………………………….…….21
I-5.1-Les alliages ………………………………………………………………….21
I-5.2-La structure des alliages …………………………..……………………21
I-5.3-Les sites interstitiels ………………………………………………………21
I-5.3.1-Les sites octaédriques et tétraédriques ..............................................22
I-6- Les antipérovskites intermétalliques………..……….………….....22
I-7. Références bibliographiques …………….……………………………….24
Chapitre II: Approches de Calcul
II-1-Introduction ………………………………………………………………….27
II-2- L’équation de Schrödinger ………………………………………………27
II-3- Les approximations apportées sur l’équation de Schrödinger ….28
II-3.1- Approximation adiabatique de Born-Oppenheimer ……………28
II-3.2- Approximation Hartree-Fock ………………………………………..29
II-4- La théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) …………………30
II-4.1- Théorèmes de Hohenberg et Kohn ……………….………………….31
II-4.2- Les équations de Kohn et Sham ……………………………………...33
II-4.3- La fonctionnelle d’échange et de corrélation ……………….……..34
II-4.3.1- L’approximation de la densité locale (LDA) ……………………34
II-4.3.2- L’approximation du gradient généralisé (GGA) ………………36
II-5- Le théorème de Bloch et la base d’onde plane ………………………37
II-5.1- Le théorème de Bloch …………………………………………………...37
II-5.2- La base d’ondes planes …………………………………………………38
II-6- Intégration de la zone de Brillouin et points k ……………………...39
II-7- Résolution des équations de Kohn et Sham …………………………39
II-8- La méthode des pseudopotentiels ………………………………………40
II-9- Détails de calculs …………………………………………………………...43
II-9.1- Code de calcul .............................................................................................43
II-9.2- Optimisation de la géométrie …………...……………………………..43
II-10- Propriétés élastiques ……………………………………………………..44
II-10.1-1 Introduction ……………………………………………………………44
II-10.2- La contrainte …………………………………………………………….45
II-10.3- Déformation ……………………………………………………………..46
II-10.4- La loi de Hooke ………………………………………………………...48
II-10-5-Calcul des constantes élastiques Cij ……………………………..…51
II-10.6- La densité d’énergie élastique ……………………………………...53
II-10.7- Modules d’élasticité ……………………………………………………54
II-10.7.1-Module de Young ……………….…………………………………….54
II-10.7.2-Le coefficient de Poisson …………………………………………….55
II-10.7.3-Module de compression et module de cisaillement …………...56
II.11-Propriétés thermodynamiques …………………………………………58
II-12-Les propriétés électroniques ……………………………………………59
II-12.1-Structure de bande ………………………………………………….…..59
II-12.2- Densité d’états électroniques ………………………………………...60
II-12.3- Densité de charge électronique ...........................................................60
II-13- Références bibliographiques ………………………………………….
Chapitre III : Résultats et Discussions
III-1-Introduction …………………………………………………………………65
III-2-Détails de calcul ……………………………………………………………65
III-3-Test de convergence ……………………………………………………….63
III-4-Propriétés structurales ……………………….…………………………..68
III-5-Propriétés élastiques ………………………………………………………74
III-5.1-Stabilité mécanique sous pression …………………….……………76
III-5.2-Vitesses d’ondes élastiques ……………….………………….………82
III-6-Propriétés thermodynamiques ………………………………………….83
III-7-Propriétés électroniques …………………………………………………95
III-8-Conclusion ………………………………………………………………….100
III-9- Références bibliographiques ………………103
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| Côte titre : |
DPH/0216 |
| En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1XwGZkq9-0nPd8ytPknek65Z2ch8rqtY3/view?usp=shari [...] |
| Format de la ressource électronique : |
pdf |
Etude des propriétés physiques de quelques composés intermétalliques binaires : APt3 (A=Mg, Sc, Y et Zr). Effet du bore et de la pression hydrostatique. [texte imprimé] / Benamer, Ali, Auteur ; Roumili,Abdelkrim, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2018 . - 1 vol (105 f .) ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
| Catégories : |
Thèses & Mémoires:Physique
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| Mots-clés : |
Composés intermétalliques binaires
Pression hydrostatique |
| Index. décimale : |
530 Physique |
| Résumé : |
Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les propriétés structurales, élastiques, thermiques et électroniques, des composés intermétalliques binaires de la forme APt3 qui se cristallisent dans la structure cubique où (A = Mg) un métal alcalin et (A = Sc, Y et Zr) des métaux de transition. Nous avons utilisé la méthode de calcul des ondes planes et du pseudo-potentiel (PP-PW) implémentée dans le code CASTEP qui se base sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) en traitant l’énergie d’échange et de corrélation par l’approximation du gradient généralisé (GGA-PW91). Nous avons calculé les paramètres structuraux, les coefficients élastiques (Cij), les modules d’élasticité et nous avons étudié l'effet de la pression hydrostatique (jusqu'à 50 GPa). Le modèle de Debye a été présenté en calculant la température de Debye ϴD. Nous avons également abordé les propriétés électroniques: la structure de bande, la densité d’état (DOS) ainsi que la distribution électronique.
Les résultats des propriétés physiques obtenues sont en accord avec les résultats expérimentaux et théoriques disponibles. L'un des résultats les plus importants étant que ces matériaux présentent un caractère métallique. Ils ont également une bonne stabilité à haute température.
Au cours de notre travail de recherche, nous avons étudié les composés ABPt3 en insérant l'élément de l’atome Bore B, qui est considéré comme un élément non métallique. Après l'étude des propriétés élastiques, il s’est avéré qu’ils sont mécaniquement instables. |
| Note de contenu : |
Sommaire
Chapitre I : Généralités sur les composés intermétalliques
I-1- Introduction ……………………………………………………………….12
I-2-Les pérovskites ……………………………………………………………..12
I-3-Les antipérovskites …………………………………………………………14
I-3-1-Les antipérovskites des composés ternaires …………………..……14
I-3-2-Les antipérovskites binaires ………………………………………….…15
I-4-Les différents types de liaisons et leur influence sur les structures15
I-4.1-Origine de la cohésion des solides ……………………………………15
I-4.2-Type de liaisons …………………………………………………………..17
I-4.2.1-Les liaisons physiques …………………………………………………17
I- I-4.2.2-Les liaisons chimiques …………………………………….……….17
I-4.2.2.1-Liaison covalente ……………………………………………………17
I-4.2.2.2-Liaison ionique ……………………………………………………….18
I-4.2.2.3-Liaison métallique …………………………………………………..19
I-4.2.2.4-Les cristaux moléculaires …………………………………………20
I-5- Les composées intermétalliques ………………………………….…….21
I-5.1-Les alliages ………………………………………………………………….21
I-5.2-La structure des alliages …………………………..……………………21
I-5.3-Les sites interstitiels ………………………………………………………21
I-5.3.1-Les sites octaédriques et tétraédriques ..............................................22
I-6- Les antipérovskites intermétalliques………..……….………….....22
I-7. Références bibliographiques …………….……………………………….24
Chapitre II: Approches de Calcul
II-1-Introduction ………………………………………………………………….27
II-2- L’équation de Schrödinger ………………………………………………27
II-3- Les approximations apportées sur l’équation de Schrödinger ….28
II-3.1- Approximation adiabatique de Born-Oppenheimer ……………28
II-3.2- Approximation Hartree-Fock ………………………………………..29
II-4- La théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) …………………30
II-4.1- Théorèmes de Hohenberg et Kohn ……………….………………….31
II-4.2- Les équations de Kohn et Sham ……………………………………...33
II-4.3- La fonctionnelle d’échange et de corrélation ……………….……..34
II-4.3.1- L’approximation de la densité locale (LDA) ……………………34
II-4.3.2- L’approximation du gradient généralisé (GGA) ………………36
II-5- Le théorème de Bloch et la base d’onde plane ………………………37
II-5.1- Le théorème de Bloch …………………………………………………...37
II-5.2- La base d’ondes planes …………………………………………………38
II-6- Intégration de la zone de Brillouin et points k ……………………...39
II-7- Résolution des équations de Kohn et Sham …………………………39
II-8- La méthode des pseudopotentiels ………………………………………40
II-9- Détails de calculs …………………………………………………………...43
II-9.1- Code de calcul .............................................................................................43
II-9.2- Optimisation de la géométrie …………...……………………………..43
II-10- Propriétés élastiques ……………………………………………………..44
II-10.1-1 Introduction ……………………………………………………………44
II-10.2- La contrainte …………………………………………………………….45
II-10.3- Déformation ……………………………………………………………..46
II-10.4- La loi de Hooke ………………………………………………………...48
II-10-5-Calcul des constantes élastiques Cij ……………………………..…51
II-10.6- La densité d’énergie élastique ……………………………………...53
II-10.7- Modules d’élasticité ……………………………………………………54
II-10.7.1-Module de Young ……………….…………………………………….54
II-10.7.2-Le coefficient de Poisson …………………………………………….55
II-10.7.3-Module de compression et module de cisaillement …………...56
II.11-Propriétés thermodynamiques …………………………………………58
II-12-Les propriétés électroniques ……………………………………………59
II-12.1-Structure de bande ………………………………………………….…..59
II-12.2- Densité d’états électroniques ………………………………………...60
II-12.3- Densité de charge électronique ...........................................................60
II-13- Références bibliographiques ………………………………………….
Chapitre III : Résultats et Discussions
III-1-Introduction …………………………………………………………………65
III-2-Détails de calcul ……………………………………………………………65
III-3-Test de convergence ……………………………………………………….63
III-4-Propriétés structurales ……………………….…………………………..68
III-5-Propriétés élastiques ………………………………………………………74
III-5.1-Stabilité mécanique sous pression …………………….……………76
III-5.2-Vitesses d’ondes élastiques ……………….………………….………82
III-6-Propriétés thermodynamiques ………………………………………….83
III-7-Propriétés électroniques …………………………………………………95
III-8-Conclusion ………………………………………………………………….100
III-9- Références bibliographiques ………………103
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| Côte titre : |
DPH/0216 |
| En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1XwGZkq9-0nPd8ytPknek65Z2ch8rqtY3/view?usp=shari [...] |
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