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Contribution à l’étude physico- Chimique des alliages Full Heusler à base de terre rares Ag2YB (Y = Nd, Sm, Gd).
(2021-11-23) BOURAHLA ASMA; Encadreur: AMERI Mohammed
Résumé (en Français) : - Une série de full-Heusler à base de terres rares Ag2YB (Y = Nd, Sm, Gd) sont étudiés par la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW). Nous avons étudié les propriétés structurelles et élastiques avec une approximation du gradient généralisé (GGA) en utilisant la paramétrisation Perdew–Burke–Ernzehrof pour l'échange d'électrons et la corrélation. Nous avons trouvé que nos trois composés sont stables dans des états de structure de type AlCu2Mn (FM) qui sont ductiles et anisotropes à l'équilibre. Les paramètres du réseau, les constantes élastiques et leurs paramètres associés sont comparés avec d'autres résultats expérimentaux et théoriques disponibles. Les propriétés électroniques et magnétiques sont étudiées avec des approximations GGA et GGA + U. Sur la base du modèle de Debye quasi-harmonique, nous avons étudié la variation de la capacité calorifique et du coefficient de dilatation thermique en fonction de la température. Les mots clés : Théorie fonctionnelle de la densité DFT ; Alliages Heusler ; Demi-métallique ferromagnétique ; Magnétisme. Abstract (en Anglais) : - A series of full-Heusler based on rare earth Ag2YB (Y = Nd, Sm, Gd) are studied by linearized augmented plane waves with total potential (FP-LAPW) method. We have investigated the structural and elastic properties with generalized gradient approximation (GGA) using Perdew–Burke–Ernzehrof parameterization for electron exchange and correlation. We have found that our three compounds are stable in AlCu2Mn- type structure (FM) states that are ductile and anisotropic at equilibriustate. The lattice parameters, elastic constants, and their associated parameters are compared with other available experimental and theoretical results. The electronic and magnetic properties are studied with GGA and GGA + U approximations. Based on the quasi-harmonic Debye model, we have studied the variation of heat capacity and coefficient of thermal expansion as a function of temperature. Keywords: Density Functional Theory (DFT); Heusler alloys; Half-metallic Ferromagnets; Magnetism.
Contribution à l'étude des propriétés physiques des alliages CaxZn1-xO et CaxZn1-xS par la méthode ab-initio FP-LMTO.
(2016-02-03) ADJADJ Aze Eddine; Encadreur: AMERI Mohammed
الملخص (بالعربية) : إن الخصائص الهيكلية والالكترونية من أشباه الموصلات الثنائية II-VIل CaS, ZnS, CaO, ZnO و سبائكه S CaxZn1-xفي الدور B3 وCaxZn1-xO في المرحلة B1 ، تم تصميمها لتطوير الآثار و الاستبدال في المجال 0≤x≤1 . ولهذا الغرض تمت حسابات المبدأ الأول للنظرية الوظيفية للكثافة التي استخدمت عبر طريقة FP-LMTO.لدراسة طاقة التبادل والترابط استعمالنا تقريب كثافة الموضع LDAوتقريب التدرج المعمم GGA. ولقد درسنا الخصائص البنيوية مثل عناصر التوازن وكذلك حساب عامل الانضغاطية مع طاقات الفرق في البنية. وأعطينا كنتائج اختلاف الفرق في البنية وأيضا عامل الانحناء باستعمال المقاربة Zunger and al من خلال المبادئ المجهرية لبنية معامل الانحناء التي شرحت بطريقة مفصلة، ثم العثور على اتفاق معقول بين نتائجنا والحسابات النظرية الأخرى. Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Les propriétés structurales et électroniques des matériaux binaire semi-conducteurs II-VI ZnS, ZnO, CaO, CaS et leurs alliages CaxZn1-XS dans la phase B3 (Zinc-Blind) et CaxZn1-xO dans la phase B1 (Rocksalt) sont étudiés, pour élaborer les effets de substitution de Ca en ZnO et ZnS dans l'intervalle 0 ≤ x ≤ 1. A cet effet, les calculs du premier principe de la théorie de la fonctionnelle de la densité DFT sont utilisés via la méthode full-potential linear muffin-tin orbital (FP-LMTO). Les énergies d'échange et de corrélation sont décrites dans l'approximation du gradient généralisé (GGA) et l'approximation de la densité locale (LDA). L'effet de la composition sur le paramètre de réseaux, le module de compressibilité et de la bande est étudié. Les paramètres structuraux d'équilibre pour le CaxZn1−xO et CaxZn1−xS sont obtenus à partir des calculs de minimisation de l'énergie. Les structures électroniques de CaxZn1−xO et CaxZn1−xS sont calculés et analysés en termes de la contribution de s et le Zn p, S s, et Ca s et les états p. En utilisant l'approche de Zunger et ses collaborateurs, l'origine microscopique de la courbure de bande a été expliquée. Le paramètre de désordre (Bowing) se trouve à être principalement causée par l'effet de transfert de charge chimique. Les masses effectives des électrons, trou (lourd et léger) sont également calculées. Mots clés: ZnO, ZnS, CaO, alliage, bowing, FP-LMTO. Abstract The structural and electronic, properties of the binary II-VI semiconductors CaS, ZnS, CaO, ZnO and their alloy CaxZn1−xS in the B3 (zinc blend) phase and CaxZn1−xO in the B1 (Rocksalt) phase are investigated to elaborate the effect of substitution of Ca in ZnO and ZnS in the range 0 ≤ x ≤ 1. For this purpose, first principal density functional calculations are used via the full-potential linear muffin-tin orbital (FP-LMTO). The exchange and correlation energies are described in the generalized gradient approximation (GGA) and local density approximation (LDA). The effect of composition on the lattice constant, bulk modulus and band gap was investigated. The equilibrium structural parameters for CaxZn1−xO and CaxZn1−xS are obtained from the total energy minimization calculations. The electronic structures of CaxZn1−xO and CaxZn1−xS are calculated and analyzed in terms of the contribution of the Zn s and p, S s, and Ca s and p states. Using the approach of Zunger and co-workers, the microscopic origin of the band gap bowing has been explained. The disorder parameter (gap bowing) is found to be mainly caused by the chemical charge transfer effect. The electron (hole) and valence effective masses are also calculated. Keywords: ZnO, ZnS, CaS, CaO, alloy, bowing, FP-LMTO.
Contribution a l'étude des propriétés structurales, électroniques ,élastiques et thermodynamiques des composés binaires XY(X= Lu,Yb et Y= N,Sb,Bi)par la méthode ab initio FP-LMTO
(2017-11-30) BENNAR Faiza; Encadreur: AMERI Mohammed
الملخص(بالعربية): بواسطة طريقة FP-LMTO و التي ترتكز على نظرية كثافة الدالية DFT قمنا بحساب الخواص البنيوية و الميكانيكية و الإلكترونية و الترموديناميكية للمركبات الثنائية LuN,LuBi ,LuSb,YbN ,YbBi ,YbSb في الحالات البنيوية B1 و B2 . استعملنا تقريب كثافة الموضع LDA بغية حساب كمون التبادل و الإرتباط (XC) و LSDA. قمنا بتحديد الخصائص البنيوية بالخصوص عناصر التوازن ’ كذلك حساب عامل الإنضغاطية B و مشتقه B’ ’النتائج المحصل عليها متوافقة مع النتائج النظرية و التجريبية. قمنا كذلك بتحديد الخواص الميكانيكية و الإلكترونية و الترموديناميكية للبنية الأكثر استقرارا NaCl (B1) في الشروط النظامية للضغط و درجة الحرارة . الكلمات المفتاحية: FP-LMTO- DFT- LSDA- LDA ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : Les proprieties structurales, électroniques , élastiques et thermodynamique des composants binaires XY (X=Lu,Yb; Y=N, Bi , Sb) sur la base de terres rares dans les deux phases : Rocksalt (B1) et CsCl (B2) ont été étudiés. Les calculs ont été effectuées Par la méthode de calcul Linéarisé Muffin-Tin Orbital (FP-LMTO), qui se base sur la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) .Nous avons utilisé l’approximation de la densité locale (LDA) pour le terme du potentiel d’échange-corrélation (XC) et l’approximation de la densité locale polarisé en spin (LSDA). Nous avons calculé les paramètres structurales les paramètres de maille a0, le module de compressibilité B , sa dérivée B’ et l’énergie de cutoff (Ec) dans LDA et LSDA sont présentés. Aussi nous avons calculé les constantes élastiques, électronique et thermodynamiques dans la phase la plus stable NaCl (B1) et dans les conditions ambiantes de température et de pression. Nos résultats sont en très bon accord avec les résultats présentés dans la littérature. Mots clé : FP-LMTO- DFT- LSDA- LDA
Contribution à l’étude des propriétés physiques de l’alliage CuCl1-xBrx (0≤ x ≤ 1) par la méthode FP - LMTO
(2016-12-15) KAMEL M’rabet; Encadreur: AMERI Mohammed; Co-Encadreur: ABIDRI Boualem
Résumé (Français et/ou Anglais) : This work is a contribution to the study of structural, elastic, electronics, optics and thermodynamics, materials of the I-VII (copper halides) and the ternary alloy derived from these compounds, this summer to study by the muffin-tin orbital method linearized with a total potential (FP-LMTO) as part of the functional theory of DFT density, implemented in the code Mstudio Mindlab, and to determine the potential for exchange and correlation is used the approximations of the generalized gradient (GGA). In this work, we have 1first ground state, the structural properties of CuX (CuCl, CuBr) after calculating the transition pressure we note that the most stable phase and the zinc-blende phase (B3) and vien computing elastic properties of binary compounds in their phase (B3). the lattice parameter, the elastic modulus and its derivative were calculated and compared, are in good agreement with experimental and other theoretical results. The elastic constants are close to the experimental data . One of the most important aspects of our calculations is that brings out the important role played by the state (d) of the transition metal (Cu) which states p boron atom are absent. In the GGA approach, we studied the electronic properties (band structure, charge density and effective mass) of the parent compounds. The detailed study of the state total and partial density allowed us to determine the type of hybridization of the orbital and clarify the participation of each band in the link that give the good nature of the energy gap. The compounds exhibit a mixed character of ionic and covalent bonding and the semiconductor behavior to direct band gap Γ-Γ. The elastic coefficients predicted by the model Mehl show that our materials are stable in this phase of zinc-blende structure and values are closest to the experiment. Our study has established stability and physical properties of the CuCl1-x Brx alloy was used for the first time Züger technique to study the origin of the optical bowing. The chemical contribution (Charge) is more important than the structural effects and volumetric strain due to the small difference in ionicity Between the two parent compounds. The optical parameters are processed by code Mstudio Mindlab. Quasi-harmonic Debye model, wherein the crystal vibrations are Treated as a continuum isotope obtained from derivative energy total electron relative to the volume. This model provides results fundamentally correct and reasonable and in good agreement with experiment, we show that the coefficient of thermal expansion (α) increases with increasing temperature. θD It is noted that decreases linearly with increasing temperature. For a fixed temperature, the Debye temperature increases with increasing pressure. In conclusion, the dependencies of volume compressibility modulus, heat capacities and temperature on the Debye temperature and pressure were successfully obtained.
Contribution à l’étude des propriétés structurales, élastiques, thermodynamiques et électroniques des matériaux II-VI et de l'alliage skutterudite UFe4Sb12 par la méthode ab-initio FP-LMTO
(2016-07-03) DAHO Salah Eddine; Encadreur: AMERI Mohammed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Our work is to study the structural and electronic properties of binary compounds ZnS, ZnO and OxS1-xZn alloy, and the structural, elastic, thermodynamic, electronic and magnetic properties of the filled skutterudite UFe4Sb12. In this context the calculations were performed by the FP-LMTO method (Full Potential Linear muffin-tin orbitals) based on the functional theory of density (DFT) with the local density approximation (LDA), the generalized gradient approximation (GGA) and local spin density approximations (LSDA). For the electronic properties of binary show that these materials are semiconductors and have a direct gap. The physical properties of the OxS1-xZn alloy have been calculated by introducing the Zunger approach to determine the bowing parameter. The calculated elastic constant increase linearly under the effect of the pressure. For thermodynamic properties of skutterudite UFe4Sb12 have been studied with the GIBBS program which is based on the quasi-harmonic model of Debye. Finally the electronic and magnetic properties for UFe4Sb12 confirming the metallic and antiferromagnetic character of these. Moreover, many advanced and research must be given particular attention in the study of other properties. Keywords: DFT, FP-LMTO, ZnS, ZnO, ternary alloy, skutterudite UFe4Sb12.
Contribution à l’étude des propriétés structurales, électroniques, élastiques et thermodynamiques des alliages Heusler Ni2LaZ (Z=As, Sb et Bi) : Méthode AB-initio
(2020-09-21) MOUSSALI Amal; Encadreur: AMERI Mohammed
Résumé (en Français) : Résumé Dans ce travail, Nous avons étudié les propriétés structurales, électroniques, élastiques, magnétiques et thermodynamiques des alliages Heusler à base des terres rares Ni2LaZ (Z= As, Sb et Bi) en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LMTO) couplée avec l’approximation de la densité du gradient généralisé (GGA) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Nous avons prédit les propriétés structurales telles que le paramètre de maille, le module de compressibilité et leur dérivée. Les structures de bandes calculées montrent que Ni2LaAs, Ni2LaSb and Ni2LaBi sont des alliages à caractère métallique. En utilisant la variation de l’énergie totale en fonction de contraintes appliquées, nous avons calculé les constantes élastiques pour les trois alliages Heusler. A l’aide de model quasi-harmonique de Debye, nous avons déterminé les propriétés thermodynamiques des alliages Heusler Ni2LaZ (Z=As, Sb et Bi) dans la gamme des températures allant de (0 à 1200 K) et la gamme des pressions (0-50 GPa). Les mots clés : Heusler ; GGA; élastiques; GIBBS. Abstract (en Anglais) : In this work, we have studied structural, electronic, elastic and thermodynamic properties of Ni2LaZ (Z= As, Sb and Bi) Heusler alloys based on rare-earth element using full-potential linear muffin-tin orbital (FP-LMTO) method within generalized gradient approximation (GGA) in the frame of density functional theory (DFT). We have predicted the structural properties par for each alloy. Band structure calculations show that Ni2LaAs, Ni2LaSb and Ni2LaBi are metallic alloys. By using total energy variations as a function of strain, we have calculated the independent elastic constants for the three alloys. Using a quasi-harmonic Debye model, the thermodynamic prop¬erties of Ni2LaZ (Z=As, Sb and Bi) Heusler alloys are investigated in a wide temperature range (0–1200 K) and pressure range (0–50 GPa). Keywords : DFT; alloys; Debye temperature; band structures.
Contribution à l’étude des propriétés structurales, électroniques, élastiques, thermodynamiques et optiques des alliages EuFe4Sb12, Co2XSi(X=Mn, Fe) et Co2Fe0.5Mn0.5Si par la méthode de premier principe.
(2016-06-30) BENNADJI ABDERRAHIM; Encadreur: AMERI Mohammed
الملخص(بالعربية): لقد قمنا بدراسة الخصائص البنيوية ، الإلكترونية، المغناطيسية،المرنة والحرارية باستخدام طريقة (FP-LAPW ) و (FP-LMTO) والتي تركز على نظرية الكثافة الدلية (DFT) باستعمال تقريب التدرج المعمم (GGA) و (GGA+U) والنظرية التقريبية (LDA) و (LSDA) للمركبات Co2XSi (X=Fe, Mn), Co2Fe0.5Mn0.5Si و EuFe4Sb12 . بتطبيق هذه النظريات نستخلص أن المركب الرباعي Co2Fe0.5Mn0.5Si لديه خاصية نصف معدنية وذات طابع نصف ناقل، أما بالنسبة للخصائص المرنة والحرارية للمركب EuFe4Sb12 تدل على أنه مركب متكافئ وحساس . ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé : Nous avons effectué des calculs en utilisant les méthodes (FP-LAPW) et (FP-LMTO) basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) avec l’approximation du gradient généralisé (GGA) et (GGA+U), l’approximation de la densité locale et de spin locale(LDA) et (LSDA) pour étudier les propriétés structurales, électroniques, magnétiques, élastiques et thermodynamiques des alliages Co2XSi (X=Fe, Mn), Co2Fe0.5Mn0.5Si et du skutterudite EuFe4Sb12. L'utilisation de la méthode du potentiel totale des planes augmentées et linéarisé avec l’approximation de gradient généralisée GGA et avec l’introduction de potentiel coulombienne (Hubard) U indique que l’alliage Heusler quaternaire Co2Fe0.5Mn0.5Si a un caractère semi-métallique avec une polarisation totale de 100% au Niveau de Fermi. La structure de bande a un caractère semi-conducteur dans les bandes minoritaires et métallique dans les spins majoritaires. Le moment magnétique est on bon accord avec la règle de Slater-Pauling qui indique le comportement semi-métallique. Co2FexMn1-XSi est prévu comme un bon candidat le plus prometteur à explorer le semi métallique ferromagnétique pour les applications pratiques de dispositifs de spintronique. Les constantes élastiques et thermodynamiques du EuFe4Sb12 ont été calculées et cela indique que ce composé est très covalent et classé comme un matériau fragile. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract : For this purpose, first principal density functionel calculations are used via the full-potential linearized augmented plane-wave (FP-LAPW) method in the generalized gradient (GGA) and (GGA+U) approximations and the full potential muffin-tin orbitals method (FP-LMTO) within the local spin-density approximation (LDA) and (LSDA) to study of structural, electronic, magnetic, elastic and thermodynamic, properties of Heusler alloys Co2XSi (X=Fe, Mn), Co2Fe0.5Mn0.5Si and of the filled skutterudite EuFe4Sb12. The electronic structure and magnetism of the quaternary Heusler compound Co2FexMn1−xSi are investigated in view of the first-principles density functional calculations.The use of the full-potential linearized augmented planewave method within the generalized gradient (GGA) and (GGA+U) approximation revealed the quaternary Heusler compounds Co2Fe0.5Mn0.5Si to have a perfect half-metallic character with semiconducting minority-spin band structure and 100 % polarization. Therefore, Co2FexMn1−xSi is predicted to be the best promising candidate to explore halfmetallic ferromagnetism for the practical applications of spintronic devices.The elastic and thermodynamic constant of EuFe4Sb12 indicates that this compound is highly covalent and classify as brittle material.
Contribution à l’étude physico-chimie des alliages full Heusler à base de terre rares Ag2GdSi, Ag2GdSn et Ag2GdPb.
(2021-11-03) Mahdjoub kheireddine zoubir; Encadreur: AMERI Mohammed
Résumé (en Français) : Les propriétés structurales, électroniques et thermodynamiques des composés Full Heusler à base terre rares Ag2GdSi, Ag2GdSn et Ag2GdPb sont étudiés en utilisant la méthode du premier principe de la DFT basés sur la méthode FP-LAPW introduite dans le code WIEN2k. L’Etudes structurales, électroniques et thermodynamiques des alliages Heusler d'Ag2GdSi, Ag2GdSn et Ag2GdPb sont réalisés afin d’étudier les paramètres de réseau, le module de compression et sa dérivée de pression, la structure de bande et la densité d'états. Les mots clés :Propriétés thermodynamiques, propriétés structurelles, propriétés électroniques, alliages Heusler. Abstract (en Anglais) : The strcutral, electronic and thermodynamic proerties of Ag2GdSi, Ag2GdSn and Ag2GdPb Heusler alloys are investigated using first-principles calculations of density functional theory (DFT) through linearized augmented plane waves (FP-LAPW) implemented within Wien2k software package. Structural, electronic and thermodynamic investigations of Ag2GdSi, Ag2GdSn and Ag2GdPb Heusler alloys are performed. Moreover, details regarding the lattice parameters, bulk modulus and its pressure derivative, band structure and density of states are elaborated upon. Keywords: Thermodynamic properties, structural properties, electronic properties, Heusler alloys.