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Auteur Fares Zerarga |
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Etude ab-initio des propriétés structurales, élastiques, thermodynamiques, électroniques et optiques des spinelles ZnX2O4(X=Al, Ga et In) / Fares Zerarga
Titre : Etude ab-initio des propriétés structurales, élastiques, thermodynamiques, électroniques et optiques des spinelles ZnX2O4(X=Al, Ga et In) Type de document : texte imprimé Auteurs : Fares Zerarga ; Abdelmadjid Bouhemadou, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2016 Importance : 1 vol. (137 f.) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Oxydes spinelles: ZnAl2O4, ZnGa2O4 et ZnIn2O4
Fonctionnelle de la densité (DFT)Résumé :
Les propriétés structurales, électroniques, optiques, élastiques et thermodynamiques de
trois principaux représentants des oxydes spinelles ZnAl2O4, ZnGa2O4 et ZnIn2O4 ont été
calculés par la méthode du potentiel total - ondes planes augmentées et linéarisées (FP-LAPW
basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Les paramètres structurales,
incluant le paramètre du réseau (a), le module compressibilité (B) et sa dérivée par rapport à la
pression (B') et le paramètre interne (u) de l'atome d'oxygène, des composés considérés sont
calculés en utilisant la LDA et la GGA-PBE pour traiter le potentiel d'échange-corrélation. Les
propriétés électroniques, incluant la structure de bande, la densité d'états et les masses
effectives des porteurs de charges, des matériaux étudiés sont explorées en détail en utilisant,
en plus de la LDA et la GGA-PBE, une nouvelle forme de la GGA proposé par Engel-Vosko;
nommée la GGA-EV, connue pour son amélioration des structures électroniques. Les fonctions
optiques, incluant la fonction diélectrique (ε ) , l'indice de réfraction (n) , le coefficient
d'extinction (K) , le coefficient de réflectivité (R) , le coefficient d'absorption (α ) et la
fonction de perte d'énergie (L) sont calculée pour un spectre d'énergie 0-30 eV. Les origines
des transitions électroniques donnant les piques des spectres optiques dans l'intervalle d'énergie
0-8 eV sont déterminés. Pour une bonne description du comportement mécanique des
matériaux considérés, nous avons calculé d’abord leurs constantes élastiques en état
monocristallin, i.e., les constantes élastiques anisotropes ij C . Les valeurs numériques obtenues
pour les ij C ont été ensuite employées pour quantifier l’anisotropie élastique des systèmes
étudiés, vérifier leurs stabilité mécanique dans la structure spinelle et ainsi pour déterminer les
vitesses d’ondes acoustiques suivant les directions principales. En utilisant toujours les valeurs
des ij C et en se basant sur l’approximation de Voigt-Reuss-Hill, nous avons exploré les
propriétés élastiques des composés étudiés en état polycristallin: les modules d’élasticité
isotropes (module de compressibilité B, module de cisaillement G, module de Young E et
rapport de poisson σ ). L’étude des propriétés élastiques a été complétée par le calcul des
vitesses d’ondes acoustiques isotropes et la température de Debye. Les évolutions du paramètre
du réseau cristallin (a), le module de compressibilité (B), le coefficient d’expansion thermique
(α), les capacités calorifiques (CV et CP) et la température de Débye (θ ) D en fonction de la
température dans la plage 0-1600K et la pression dans la plage 0-30 GPa sont calculées en
utilisant le modèle quasi harmonique de Debye implémenté dans le programme GIBBS. Les
résultats de la présente étude sont comparés avec les données expérimentales et théoriques
disponibles dans la littérature scientifique pour tester la fiabilité de nos résultats.Côte titre : DPH/0199 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1-tU0TAsQcxUIaxJRWswyrHTvR81PfsrH/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Etude ab-initio des propriétés structurales, élastiques, thermodynamiques, électroniques et optiques des spinelles ZnX2O4(X=Al, Ga et In) [texte imprimé] / Fares Zerarga ; Abdelmadjid Bouhemadou, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2016 . - 1 vol. (137 f.).
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Oxydes spinelles: ZnAl2O4, ZnGa2O4 et ZnIn2O4
Fonctionnelle de la densité (DFT)Résumé :
Les propriétés structurales, électroniques, optiques, élastiques et thermodynamiques de
trois principaux représentants des oxydes spinelles ZnAl2O4, ZnGa2O4 et ZnIn2O4 ont été
calculés par la méthode du potentiel total - ondes planes augmentées et linéarisées (FP-LAPW
basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Les paramètres structurales,
incluant le paramètre du réseau (a), le module compressibilité (B) et sa dérivée par rapport à la
pression (B') et le paramètre interne (u) de l'atome d'oxygène, des composés considérés sont
calculés en utilisant la LDA et la GGA-PBE pour traiter le potentiel d'échange-corrélation. Les
propriétés électroniques, incluant la structure de bande, la densité d'états et les masses
effectives des porteurs de charges, des matériaux étudiés sont explorées en détail en utilisant,
en plus de la LDA et la GGA-PBE, une nouvelle forme de la GGA proposé par Engel-Vosko;
nommée la GGA-EV, connue pour son amélioration des structures électroniques. Les fonctions
optiques, incluant la fonction diélectrique (ε ) , l'indice de réfraction (n) , le coefficient
d'extinction (K) , le coefficient de réflectivité (R) , le coefficient d'absorption (α ) et la
fonction de perte d'énergie (L) sont calculée pour un spectre d'énergie 0-30 eV. Les origines
des transitions électroniques donnant les piques des spectres optiques dans l'intervalle d'énergie
0-8 eV sont déterminés. Pour une bonne description du comportement mécanique des
matériaux considérés, nous avons calculé d’abord leurs constantes élastiques en état
monocristallin, i.e., les constantes élastiques anisotropes ij C . Les valeurs numériques obtenues
pour les ij C ont été ensuite employées pour quantifier l’anisotropie élastique des systèmes
étudiés, vérifier leurs stabilité mécanique dans la structure spinelle et ainsi pour déterminer les
vitesses d’ondes acoustiques suivant les directions principales. En utilisant toujours les valeurs
des ij C et en se basant sur l’approximation de Voigt-Reuss-Hill, nous avons exploré les
propriétés élastiques des composés étudiés en état polycristallin: les modules d’élasticité
isotropes (module de compressibilité B, module de cisaillement G, module de Young E et
rapport de poisson σ ). L’étude des propriétés élastiques a été complétée par le calcul des
vitesses d’ondes acoustiques isotropes et la température de Debye. Les évolutions du paramètre
du réseau cristallin (a), le module de compressibilité (B), le coefficient d’expansion thermique
(α), les capacités calorifiques (CV et CP) et la température de Débye (θ ) D en fonction de la
température dans la plage 0-1600K et la pression dans la plage 0-30 GPa sont calculées en
utilisant le modèle quasi harmonique de Debye implémenté dans le programme GIBBS. Les
résultats de la présente étude sont comparés avec les données expérimentales et théoriques
disponibles dans la littérature scientifique pour tester la fiabilité de nos résultats.Côte titre : DPH/0199 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1-tU0TAsQcxUIaxJRWswyrHTvR81PfsrH/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité DPH/0199 DPH/0199 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
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