- [ VRPG-Doc] Physique --- فيزياء

Permanent URI for this collection

https://dspace.univ-sba.dz/handle/123456789/457

Browse

Now showing 1 - 20 of 41

Etude des propriétés structurales, électroniques et thermique de l'alliage BaS1-xTex par la méthode FP-LMTO
(2016-01-21) BENKADDOUR Imene; Encadreur: BENOSMAN Nabila
الملخص (بالعربية) : أجرينا أول حسابات على الخواص البنيوية والإلكترونية والحرارية للخليط BaS1-x Tex استعملنا طريقة (FP-LMTO) في إطار نظرية DFT، استعملنا تقريب التدرج المعمم GGA بغية حساب كمون التبادل و الارتباط. لقد درسنا تأثير العناصر على الخواص البنيوية مثل عناصر التوازن، كذلك حساب عامل الانضغاطية، وطاقات الفرق في البنية، أعطينا نتائج الاختلاف في الفرق في البنية المباشرة وغير المباشرة وأيضا عامل الانحناء. بتطبيق نموذج دباي شبه التوافقي، وذلك باستخدام جميع العمليات الحسابية من اجمالي الطاقة وفقا لحجم تم الحصول عليها مع طريقة (FP-LMTO) لدراسة التأثيرات الحرارية والذبذبات. آثار الحرارة على المعلمات الهيكلية، يتم تحديد السعة الحرارية ودرجة حرارة دباي، باستعمال مقاربة Zungerوزملائه. كلمات افتتاحيــة: FP-LMTO، BaSTe ، خلائط حرارية. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract The results of a first-principle study of the structural, electronic, and thermal properties of a BaS1−x Tex alloy, using the full-potential linear muffin-tin-orbital (FP-LMTO) method in the framework of density functional theory, within both the local density approximation and the generalized gradient approximation are presented. The composition effect on lattice constants, bulk moduli, band gaps, and effective masses is analyzed. The quasi-harmonic Debye model, using a set of total energy versus volume calculations obtained with the FP-LMTO method, is applied to study the thermal and vibrational effects. The temperature effect on the lattice parameters, thermal expansions, heat capacities, and Debye temperatures is determined from the non-equilibrium Gibbs functions. The microscopic origins of the bowing parameter were explained using the approach of Zunger and coworkers. Keyword: Bowing • Effective mass • FP-LMTO • Thermal properties ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé Nous avons effectué des calculs du premier principe de l'énergie totale sur les propriétés structurales, électroniques des binaires BaS et BaTe et leur alliage. Nous avons utilisé la méthode LMTO (Linear muffin-tin orbital) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). L'énergie d'échange et de corrélation est décrite dans l’approximation du gradient généralisée (GGA) en employant la paramétrisation de Perdew-Wang. Nous avons étudié l'effet de la composition sur les propriétés structurales telles que le paramètre d’équilibre, le module de compressibilité et les énergies des structures de bande. Nous rapportons les résultats concernant la variation des structures de la bande directe et indirecte aussi que le paramètre de courbure (bowing). Le modèle quasi-harmonique de Debye, en utilisant l’ensemble des calculs de l'énergie totale en fonction du volume obtenus avec la méthode FP-LMTO est appliqué pour étudier les effets thermiques et vibratoires. Les effets de la température sur les paramètres structuraux, la capacité calorifique et la température de Debye sont déterminés à partir de la fonction de Gibbs de non-équilibre. Mots clés: FP-LMTO; BaS;BaTe; alliage; bowing; propriétés thermiques.
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.
Étude ab-initio de la structure électronique et magnétique des composés à base d’azote
(2016-11-10) BOUROUROU Yahia; Encadreur: BOUHAFS Bachir
Résumé (Français et/ou Anglais) : In the framework of density functional theory (DFT), spin-polarization and pressure effects on the structural, magnetic and electronic properties of the 3d transition-metal mono- and semi-borides TM-B and TM2B (TM=Mn, Fe, Co), respectively, have been studied using the full-potential Linearized augmented plane-wave method (FP-LAPW) with both local density approximation (LDA) and generalized gradient approximation (GGA). We have studied also the structural, magnetic and electronic properties of the transition metal mono-nitrides TMN (TM=Mn, Fe, and Co). We have showed the effects of electron correlation on the structural, magnetic and electronic properties for both RS-FeN and ZB-FeN phases using GGA +U. The calculated lattice constants, bulk modulus, pressure derivative and magnetic moment for all the compounds studied were found to be in very good agreement with other works. It has been found that the spin polarization and pressure have a significant impact on the cell volume, bulk modulus and magnetic moment for MnB, FeB, Fe2B and Co2B ferromagnetic compounds. Finally, we remarked that the electron correlation plays crucially important role in determining the structural and magnetic stability and different properties for FeN compound.
Étude de premier principe de la structure électronique des super-réseaux (BeTe)n/(ZnSe)m (100)
(2016-11-30) CAID Messaoud; Encadreur: RACHED Djamel; Co-Encadreur: BENKHETTOU Nour Eddine
Résumé (Français et/ou Anglais) : The structural, electronic and optical properties of (BeTe)n/(ZnSe)m superlattices have been computationally evaluated for different configurations with m = n and m ≠ n using the full-potential linear muffin-tin method (FP-LMTO). The exchange and correlation potentials are treated by the local density approximation (LDA). The ground state properties of (BeTe)n/(ZnSe)m binary compounds are determined and compared with the available data. It is found that the superlattice band gaps vary depending on the layers used. The optical constants, including the dielectric function (), the refractive index n() and the reflectivity R(), are calculated for radiation energies up to 35 eV. Keywords: FP-LMTO; Electronic structure; Optical properties; Superlattices.
Etude des propriétés structurales, Elastiques, Electroniques et Thermodynamiques des chalcogénures de Neptinium Np(X=S, S, Te) par la méthode FP-LMTO
(2016-12-15) Benkabou Aicha; Encadreur: Abidri Boualem; Co-Encadreur: AMERI Mohamed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Une étude théorique des propriétés, structurales, élastiques, électroniques et thermodynamiques du Chalcogénure de neptunium NpX( X=S, Se, Te) dans les deux phases NaCl-B1 et CsCl-B2 est réalisée en utilisant le calcul du premier principe basé sur la théorie de la fonctionnelle de la densité et le modèle de Quasi-Harmonie Debye. Nous avons employé la méthode du potentiel total des orbitales muffin-tin linéarisé (FP-LMTO) sous la paramétrisation de Perdew-Wang. Nous avons utilisé comme approche, les approximations (LSDA) et LSDA+U pour le potentiel d’échange et de corrélation. Les paramètres d’équilibres, Bulk Modulus, la pression de transition, les constates élastiques et leur paramètres respectifs comme le coefficient de poisson, le module de Young, le module de cisaillement et la température de debye ont étaient calculés. Les résultats obtenus sont en accord avec les données théoriques et expérimentales déjà existantes. D’après la valeur critique de B/G, les composés sont dans des phases ductiles. La forte répulsion de coulomb localisée dans les 5f-électrons a était traitée avec LSDA+U pour décrire parfaitement les propriétés électroniques. Il a était examiné La dépendance à la pression et à la température du volume, du bulk modulus, des capacités calorifiques de la température de Debye en utilisant le modèle quasi-harmonique Debye, de manière systématique dans des pressions variés et pour des températures comprises entre 0K et 500K Abstract Theoretical study of structural, elastic ,electronic and thermodynamic properties of neptunium chalcogenides NpX (X=S, Se, Te) in NaCl-B1 and CsCl-B2 phases are investigated using the first principles calculations based on the density. functional theory and the Quasi-Harmonic Debye model. we employed the full-potential linearized muffin tin orbital method (FP-LMTO) with in perdew-wang parameterization .we used the local spin density approximation (LSDA) and (LSDA+U) approaches for the exchange-correlation potential. The equilibrium lattice parameter, bulk modulus, transition pressure, elastic constants and their related parameters such as poison’s ratio, young modulus, shear modulus and Debye temperature were calculated. The results obtained are in good agreement with available experimental and theoretical data. According to the critical value of B/G , the compounds are in a ductile phases. The strong one site coulomb repulsion among the localized 5f-electrons of Np actinide element was treated with LSDA+U to describe perfectly the electronic properties. The temperature and pressure dependence of cell volume, bulk modulus, heat capacity and debey temperature are examined through the Quasi-Harmonic Debye model, systematically in various pressures and at temperature ranging from 0K to 500 K.
Etude des propriétés physiques des matériaux High-k: ZrSiO4, HfSiO4 et ZrGeO4
(2017-04-12) BOUKABRINE FATIHA; Encadreur: CHIKER FAFA; Co-Encadreur: KHACHAI Houari
Résumé (Anglais) : In the present study, the structural, thermal, and electronic properties of some important orthosilicate dielectrics, such as the ZrSiO4, ZrGeO4, and HfSiO4 compounds, were investigated theoretically with the use of first-principle calculations. We attribute the application of the modified Becke–Johnson exchange potential, which is basically an improvement over the exchange–correlation functional, for a better description of the band gaps of the compounds. This resulted in a good agreement with our estimated values in comparison with the reported experimental data, specifically for the ZrSiO4, and HfSiO4 compounds. Conversely, for the ZrGeO4compound, the calculated electronic band structure shows a direct band gap at the gamma. Furthermore, our evaluated thermal properties that were calculated by using the quasi-harmonic Debye model indicated that the volume variation with temperature is higher in the ZrGeO4 compound as compared to both the ZrSiO4and HfSiO4compounds, which is ascribed to the difference between the electron shells of the Si and Ge atoms. Résumé (Français): Dans cette étude, nous présentons les propriétés structurales, thermiques et électroniques de certains importants matériaux diélectriques Orthosilicates, tels que ZrSiO4, ZrGeO4 et HfSiO4, ces composés ont été étudié théoriquement avec l'utilisation de la méthode de premier principe. Nous attribuons l'application du potentiel Becke- Johnson modifié, qui est essentiellement une amélioration du potentiel d’échange et de corrélation. Cela a abouti à un bon accord avec nos valeurs estimées en comparaison avec les données expérimentales rapportées, en particulier pour ZrSiO4 et HfSiO4. A l'inverse pour le composé ZrGeO4, la structure de bande calculée montre un gap d’énergie directe au point gamma. En outre, nos propriétés thermiques évaluées par le modèle quasi-harmonique de Debye indique que la variation de volume avec la température est plus élevé dans le composé ZrGeO4 par rapport au composés ZrSiO4 et HfSiO4 qui est attribué à la différence entre l'atome de Si et l'atome de Ge.
Étude de premier-principes de l’effet des états d et f sur les propriétés des semi-conducteurs dopés aux ions magnétiques
(2017-05-18) Yahiaoui Ihab Eddine; Encadreur: . LAZREG Abdelkader
Résumé (Français et/ou Anglais) : En utilisant la méthode de premier-principes dans le potentiel total des ondes planes augmentées avec linéarisation (FP-LAPW+lo) basé sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), nous étudions les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des Alliages Heusler Co2CrGa1-xSix (x = 0, 0.125, 0.25, 0.5, 1) et Co2Cr1-xTrxGa1-ySiy (Tr = Eu, Gd, Er) où (x= 0.125), (y = 0, 1). Nous présentonsuneétude comparative entre les structures de bande électronique, densité d’états totales et partielles, densité de charge et moment magnétique local calculés par l’approximation du gradient généralisé GGA, GGA+U et l’approximation de la densité local en spin LSDA. Nous avons prédit aussi les valeurs de l’enthalpie de formation et les constantes d’échange Nα et Nβ générés par les éléments de terres rares. Nos calculs sont en bon accord avec les résultats théoriques et expérimentaux. Using the first-principles calculations within full-potential linear-augmented plane-wave method (FP-LAPW+lo) based on the density-functional theory (DFT), we investigate the structural, electronic and magnetic properties of the Co2CrGa1-xSix (x = 0, 0.125, 0.25, 0.5, 1) and Co2Cr1-xTrxGa1-ySiy (Tr = Eu, Gd, Er) where (x= 0.125), (y = 0, 1) Heusler alloys. We present a comparative study between theelectronic band structures, total and partial densities of states, charge density and local magnetic moments calculated by the generalized gradient approximation GGA, GGA+U and local spin density approximation LSDA. Furthermore, we predict the enthalpy of formation values and exchange constants Nα and Nβ produced by the rare earth elements. Our results are in agreement with theoretical and experimental data.
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
Half metallic completely compensated ferrimagnets in Cr doped BaP
(2018-01-10) Bouabça Asmaa; Encadreur: Rozale Habib
Résumé (Français et/ou Anglais) : Cette thèse présente une étude sur la base des calculs ab-initio dans laquelle nous avons systématiquement étudié les propriétés électroniques et magnétiques de l’alliage Cr1−xBaxP. Pour atteindre cet objectif, les calculs ont été eﬀectués par le paquet wien2K dans le cadre de la méthode FP-LPAW construite dans la DFT, les termes d’échange et de corrélation ont été traités dans l’approximation de gradient généralisée (GGA) dans le (Predew, Burk, Ernzeerhof ) (PBE).Nos calculs suggèrent que lorsque nous mélangeons le BaP avec le CrP et nous nous dirigeons vers Cr1−xBaxP où x = 0, 0,25, 0,50, 0,75 , et 0.875 tous les alliages sont des demi-metallique ferromagnetiques,et de façon intéressante le Cr0.25Ba0.75P est un demi-metallique antiferromagnetique autrement dit : " ferrimagnetique entièrement compensé ", cet alliage devrait être d’un intérêt spécial pour des applications puisqu’il ne crée aucun champ externe faible et donc expose des pertes d’énergie minimales. En outre, la robustesse de la demi-métallicité par rapport à la variation des constantes de réseau de Cr1−xBaxP est également discutée. De plus, nous avons constaté que ce nouveau matériau : Demi Métallique Ferrimagnétique Entièrement Compensé (HMFCF) est stable en fonction de sa faible énergie de formation ABSTRACT : This thesis presents a study on the basis of ab-initio calculations in witch we have systematically investigated the electronic and magnetic properties of Cr1−xBaxP alloy,to achieve this aim the calculations were performed by wien2K package within the scheme of FP-LPAW method constructed within the DFT,the exchange correlation terms was treated within the generalized gradient approximation (GGA) in the( Predew,Burk, Ernzeerhof) (PBE).Our investigation suggest that as We mix BaP with CrP atoms and move towards Cr1−xBaxP where x=0, 0.25, 0.50, 0.75, and 0.875 all alloy are HMM , interestingly Cr0.25Ba0.75P is a HMAFM otherwise "fully compensated ferrimagnet", this alloy should be of special interest for applications since it creates no external stray ﬁeld and thus exhibit minimal energy losses. In addition,the robustness of half-metallicity with respect to the variation of lattice constants of Cr1−xBaxP is also discussed. Furthermore we found that this new HMFCF is stable according to its small formation energy.
Etude ab-initio des demi-métalliques ferromagnétiques dans les composés demi-heusler
(2018-03-08) BENABBOUN Radjaa; Encadreur: MESRI Dalila; Co-Encadreur: BENHELAL Omar
الملخص (بالعربية) : في هذا العمل ، و باستعمال طرق المبادئ الاولى تم حساب الخصائص الهيكلية و الالكترونية و المغناطيسية و درجة حرارة كوري .XYZ لمعادن انصاف هسلر الفيرومغناطيسية للمركبات : (FP-LAPW+Lo) المحلية قمنا بانجاز دراسة نظرية باستعمال تقريب الامواج المستوية المتزايدة خطيا بالإضافة الى المدارات .GGA ومن اجل حساب كمون التبادل و الارتباط استخدمنا تقريب التدرج المعمم (DFT) على اساس نظرية الكثافة الوظيفية في الحالة الفيرومغناطيسية اكثر ملائمة من الحالة مضاد الانجذاب المغناطيسي ، و يسلك طريق نصف المعادن XYZ وجدنا ان الفيرومغناطيسية .ثابت الشبكة المتغير المحسوب يتفق تماما مع البيانات النظرية و التجريبية المتاحة. فيما يخص (mBJ-GGA) وتعديل باك- جونسون للتقريب المتبادل (GGA)نعطي ايضا مقارنة بين تقريب التدرج المعمم الخصائص الالكترونية و المغناطيسية. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : Dans ce travail, en utilisant des méthodes de premiers principes pour déterminer les propriétés structurale, électronique, magnétique et la température de Curie des composés Semi-Heuler ferromagnétique demi-métallique : XYZ. Nous avons appliqué la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total plus les orbitales locales (FP-LAPW+Lo) basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Nous avons utilisé l’approximation du gradient généralisé (GGA) pour le traitement du potentiel d’échange et de corrélation. Nous avons constaté que XYZ à l’état ferromagnétique sont plus favorable que dans l'état antiferromagnétique et ils présentent un ferromagnétisme de type demi- métallique. Les paramètres d'équilibre du réseau calculés sont en bon accord avec les données théoriques et expérimentales disponibles. Nous donnons aussi une comparaison entre l’approximation du gradient généralisé (GGA) et le potentiel d’échange modifié de Becke et Johnson (mBJ) concernant les propriétés électroniques et magnétiques.
Propriétés physique des composés ternaire R2Ni2Pb
(2018-06-21) BENKADDOUR YOUSRA; Encadreur: YAKOUBI ABDELKADER; Co-Encadreur: Khachai Houari
الملخص(بالعربية): لعبت السبائك في السنوات الأخيرة دورا أساسيا في مجال علم التعدين ،الطيران ،السيارات وكذلك في مجال تخزين الطاقة. تخضع هذه المواد لعدد كبير من الأعمال والأبحاث حيث تتم دراسة خصائص الكترونية والميكانيكية معينة. ومن جهة اخرى فان تطور أساليب الحساب النظري حاليا يسمح بدراسة خصائص المواد بأكثر دقة وفعالية. وفي هذا السياق، استخدمنا نظرية (DFT) من اجل دراسة الاستقرار البنيوي وكذا الخصائص الالكترونية ،وتنبؤ بالخواص الميكانيكية لكل من R2Ni2Pb مع R= Ho, Lu, et Sm ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Anglais) : The intermetallic compounds play in these recent years a significantrole in the field of metallurgy, aerospace, automotive, as well as in energy storage. Thesematerials are subject of a very great number of works where one seeks specific electronic andmechanical properties. The development of several increasingly precise ab-initio methods ofcalculating, combined with all the potentialities of the computer tools, makes it possible today to study the properties of these materials. In this context, we used the functional theory ofdensity (DFT) to examine the structural stability, electronic properties, and predict themechanical properties ofR2Ni2Pb (where R = Ho, Lu, and Sm) ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français) : Ces dernières années, les intermétalliques jouent un rôle prépondérant dans le domaine de la métallurgie, l’aéronautique, l’automobile, ainsi que dans le stockage de l’énergie. Ces matériaux font l’objet d’un très grand nombre de travaux où l’on recherche des propriétés électroniques et mécaniques particulières. Le développement de plusieurs méthodes de calculs ab-initiode plus en plus précises combiné avec toutes les potentialités de l’outil informatique, permet aujourd’hui d’étudier les propriétés de ces matériaux. Dans ce contexte, nous avons utilisé la théorie de la fonctionnelle de la densité ,(DFT), pour examiner la stabilité structurale, les propriétés électroniques, et de prédire les propriétés mécaniques du R2Ni2Pb avec R= Ho, Lu, et Sm .
Etude Ab-initio des propriétés structurales, électroniques, élastiques et thermodynamiques des solutions solides Pb1-xCexY (Y=S, Se, Te)
(2018-06-21) ZENASNI Meryem; Encadreur: SEHIL Mohamed
Résumé (Français et/ou Anglais) : La méthode des ondes planes augmentées (FP-LAPW) basée sur la théorie de la densité fonctionnelle (DFT) nous permet d'étudier les propriétés structurales, électroniques, élastiques et thermodynamiques des chalcogénures de plomb PbS, PbSe, PbTe, des chalcogénures de cérium CeS, CeSe, CeTe et leurs alliages ternaires Pb1-xCexY (Y = S, Se, Te). Les propriétés structurales calculées, telles que le paramètre de maille d'équilibre, le module de compressibilité et sa dérivée sont en bon accord avec les données disponibles. Les résultats obtenus pour la structure de bande et la densité d'états (DOS) montrent que les composés Pb1-xCexY (Y = S, Se, Te) présentent un caractère métallique. L'étude élastique a pour but de déterminer les modules d'élasticité C11, C12 et C44 du cristal cubique. À partir des résultats obtenus des modules d'élasticité ; les modules mécaniques dérivés incluant le module de Young, le module de cisaillement, le coefficient de Poisson, le paramètre de Kleinman et le facteur d'anisotropie, sont calculés pour démontrer la stabilité mécanique de ces alliages. Enfin, les propriétés thermiques de ces alliages sont obtenues par le modèle de Debye quasi-harmonique en utilisant un ensemble de calculs d'énergie totale en fonction du volume, obtenus avec la méthode FP-LAPW. Abstract: The full-potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) based on the density functional theory (DFT) is used to investigate the structural, electronic, elastic and thermodynamic properties of lead chalcogenides PbS, PbSe, PbTe, cerium chalcogenides CeS, CeSe, CeTe and their ternary alloys Pb1-xCexY (Y=S, Se, Te). The calculated structural properties such as the equilibrium lattice parameter, the bulk modulus and its pressure derivative are in good agreement with the available data. The obtained results for the band structure and the density of states (DOS) show that the Pb1-xCexY (Y=S, Se, Te) compounds present a metallic character. The elastic study is considered to determine the elastic moduli C11, C12, and C44 of the cubic crystal. Through the obtained results of the elastic moduli, the derivative mechanical moduli including Young’s modulus, shear modulus, Poisson’s ratio, Kleinman parameter, and anisotropy factor are calculated in the fact to demonstrate the mechanical stability of these alloys. Finally,the thermal properties of these alloys are obtained through the quasi-harmonic Debye model using a set of total energy versus volume calculations obtained with FP-LAPW method.
Étude de la stabilité mécanique et thermodynamique des composés à base de métaux alcalins et alcalino-terreux par premiers principes
(2018-07-02) BENZAIDI IKRAM; Encadreur: LAKDJA ABDELAZIZ; Co-Encadreur: ROZALE Habib
الملخص (بالعربية) : الھدف من ھذا العمل ھو دراسة الخصائص البنيوية و الإلكترونية و المغناطيسية و الميكانيكية والحرارية و الديناميكية للمركبات SrC، RbCبطريقة (PP)، وأظھرت النتائج أنSrC ھو فيروماغنيتس نصف معدني في حين ان RbCھو شبه ناقل . الثوابت المرنة المحسوبة تستوفي ظروفا لاستقرار الميكانيكية. النتائج على ديناميكية في إطار تثبت الاستقرار الديناميكي في كل من المركبين. الخصائص الحرارية لكل من المركبين تحمل نفس الاتجاه و اتبعت نموذج ديبي. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : L’objectif de ce travail est d’étudier les propriétés structurales, électroniques, magnétiques, mécaniques, thermodynamiques et dynamiques des composés RbC et SrC par la méthode du pseudo potentiel. Les résultats montrent que le SrC est un demi‐métal ferromagnétique dans la phase B1 alors que le RbC est un semi ‐conducteur antiferromagnétique. Les constants élastiques calculés satisfont aux conditions de la stabilité mécanique. Les résultats sur la dynamique de réseau dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité perturbé confirment la stabilité dynamique dans les deux phases B1 et B3. Les propriétés thermodynamiques présentent une tendance similaire dans les deux structures B1 et B3 et suivent le modèle de Deby.
ETUDE DE PREMIER-PRINCIPES DES MATERIAUX INTERMETALLIQUES
(2018-07-02) CHERIFI AMINA; Encadreur: BENHELAL OMAR
Résumé (Français et/ou Anglais) : Dans ce travail de thèse, nous avons réalisé des calculs de premier principe par la méthode FP-LAPW insérée dans le code Wien2K et en utilisant l’approximation GGA pour le traitement du potentiel d’échange et corrélation et on a rajouté aussi le terme Hubbard U dans l’étude des propriétés des Heusler Mn2RuSi et Mn3Si. Les résultats électroniques ont révélé que ces deux composés possèdent un caractère demi métallique qui se distingue par un comportement métallique des bandes dans les spins majoritaires et la présence d’un gap d’énergie indirect selon la direction (Γ – X) dans les spins minoritaires. Ces composés sont ferrimagnétiques étant donné qu’ils possèdent un moment magnétique total entier non nul par respect à la règle de Slater-Pauling et avec un taux de polarisation en spin de 100 . On s’est également intéressé aux propriétés élastiques pour déterminer la stabilité de ces deux Heusler.
Propriétés structurale et électronique de l’alliage ternaire ZnxNb1-xC
(2019-02-06) ZIDI youcef; Encadreur: ABBAR boucif
Résumé (en Français) : Dans ce travail, Nous avons étudié les propriétés structurelles, électroniques et élastiques des alliages ZnCxNb1-xC de carbures de métaux de transition en fonction de la fraction atomique x en utilisant la théorie de la densité fonctionnelle (DFT). Les calculs ont été faits par La méthode d'onde plane augmentée linéarisée (FP-LAPW) dans un cadre de l'approximation du gradient généralisé (GGA) et GGA +U (où U est l'approche de Hubbard) pour effectuer les calculs présentés ici. Les paramètres de maille, le module de compressibilité et sa dérivée, les constantes élastiques ont été déterminées. Nous avons obtenu le module de Young, le module de cisaillement, le coefficient de Poisson, le facteur d'anisotropie à l'aide des constantes élastiques calculées. Nous discutons des densités d’états électroniques totales, partielles et des densités de charge. Les mots clés : Alliages carbures des métaux de transitons, propriétés élastiques DFT, ABINIT, Abstract (en Anglais) : We have investigated the structural, electronic and elastic properties of transition-metal carbides ZnxNb1-xC alloys in the range of 0 ≤ x ≤ 1 using the density functional theory (DFT). The full potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method within a framework of the generalized gradient approximation(GGA) and GGA+U (where U is the Hubbard correlation terms) approach is used to perform the calculations presented here. The lattice parameters, the bulk modulus, its pressure derivative and the elastic constants were determined.We have obtained Young's modulus, shear modulus, Poisson's ratio, anisotropy factor by the aid of the calculated elastic constants. We discuss the total and partial densities of states and charge densities. Keywords : Transitions metal carbides alloys, elastic properties, DFT, ABINIT calculations , Electronic properties
Etude des propriétés Physique des nanostructures fabriquées à partir des mélanges Céramique -métal
(2020-02-25) BENAHMED Abdelillah; Encadreur: FAHSI Bouazza; Co-Encadreur: BENZAIR Abdelnour
الملخص(بالعربية): في هذا العمل، نقدم نظرية عالية الكفاءة غير محلية للتحميل الحرج من الحزم النانوية الوظيفية (FG) مع المسامية. يوصف السلوك المرن غير المحلي من خلال نموذجEringenالتفاضلي التأسيسي. يتيح ذلك للنموذج الحالي أن يصبح فعالاً في تحليل وتصميم الهياكل النانوية. يشتمل هذا النموذج على معلمة مقياس الطول (معلمة غير محلية) يمكنها التقاط تأثير المقياس الصغير. وتستمد المعادلات التي تحكم الحزم النانوية ذات التدرج الوظيفي باستخدام مبدأ هاملتون. يتم تقديم حلول تحليلية لمجموعة FG-nano-beamمدعومة ببساطة بالمسامية. تتم مقارنة هذه النتائج بالنتائج الأخرى المذكورة في الأدب.يتم تقديم أمثلة موضحة أيضًا لإظهار تأثيرات جزء حجم المسامية ونسب الشكل ونسب السُمك على طول مشبك حزمة FG. الكلمات المفتاحيةNano-beam:؛ نظرية المرونة غير المحلية؛ التواء. مواد التدرج الوظيفي. المسامية. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé Dans ce travail, nous présentons une théorie efficace non locales d’ordre supérieur pour la charge critique de flambement des nano-poutres fonctionnellement graduée (FG) avec des porosités. Le comportement élastique non local est décrit par le modèle constitutif différentiel d'Eringen. Qui permet au modèle actuel de devenir efficace dans l'analyse et la conception des nanostructures. Le présent modèle intègre le paramètre d'échelle de longueur (paramètre non local) qui peut capturer le petit effet d'échelle.Les équations qui régissent les nano-poutres à porosités de calibre fonctionnel sont dérivées en utilisant le principe de Hamilton.Des solutions analytiques sont présentées pour un nano-poutre FG simplement appuyée avec des porosités. Ces résultats sont comparés par d'autres résultats mentionnés dans la littérature. Des exemples expliqués sont également donnés pour montrer les effets de la fraction volumique de porosité, des rapports de forme et des rapports d’épaisseur sur la longueur flambement des poutres FG. Mots clés : Nano-poutre ; La théorie d’élasticité non locale ; Flambement ; Matériaux à gradient fonctionnelle. Porosité. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract In this work, we present an efficient non-local higher-order theory for the critical buckling load of functional-graded nano-beams (FG) with porosities.Non-local elastic behavior is described by Eringen's differential constitutive model. That allows the current model to become effective in the analysis and design of nanostructures.This model incorporates the length scale parameter (non-local parameter) that can capture the small-scale effect. The equations governing nano-girders with functional-grade porosities are derived using the Hamilton principle. Analytical solutions are presented for a nano-beam FG simply supported with porosities. These results are compared by other results mentioned in the literature. Explained examples are also given to show the effects of porosity volume fraction, shape ratios and thickness ratios on the FG beam buckling length. Keywords: Nano-beam; Non-local elasticity theory; Buckling; Functional gradient materials. Porosity.
Etude ab-initio des propriétés structurales électroniques et magnétiques du composé FeO
(2020-09-06) YAHI Nadia; Encadreur: AMERI Mohammed
Résumé (en Français) : La stabilité magnétique et les propriétés électroniques du composé FeO sont étudiées à l’aide de la méthode des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW) en utilisant les approximations du gradient généralisé (GGA) et GGA + U. Nous localisons l'état fondamental comme étant de structure rhomboédrique déformé (rB1) avec compression le long de la direction [111]. Les valeurs de la bande interdite et des moments magnétiques obtenues avec cette méthode des premiers principes sans paramètres sont en bon accord avec les données expérimentales. Enfin, nous concluons que le traitement de l'approche des électrons corrélés (GGA + U) avec l'inclusion du couplage spin-orbite (SOC) est important pour la description correcte de ce composé. Les mots clés : TMO (Transition Metal Monoxides), FeO, haute pression, DFT Abstract (en Anglais) : The magnetic stability and electronic properties of the FeO compound are investigated using the framework of an all-electron full-potential linearized augmented-plane wave (FPLAPW) method within the generalized gradient (GGA) and GGA+U approximations. We locate the ground state to be of rhombohedrally distorted B1 structure with compression along [111] direction. The values for the band gap and magnetic moments obtained with this parameter-free first principles method are in good agreement with experimental data. Finally, we conclude that the treatment of the correlated electrons (GGA+U) approach with the inclusion of spin-orbit-coupling (SOC) is important for the correct description of this compound. Keywords : TMOs (Transition Metal Monoxides), FeO, high pressure, DFT
Étude ab-initio des propriétés magnétiques des structures tunnel magnétiques à base de MgO et des éléments de transition
(2020-09-17) ZAOUI Yamina; Encadreur: BOUHAFS Bachir
Résumé (en Français) : Partie 1: La théorie fonctionnelle de la densité est appliquée pour étudier la stabilité relative du Fe dans différentes phases (cc, cfc et hcp) pour les états non magnétique (NM), ferromagnétique (FM) et antiferromagnétique (AFM) ainsi que l'effet de la pression. A partir de l'enthalpie calculée en fonction de la pression, nous avons prédit le chemin de transition de phase pour Fe à T = 0 K comme suit: cc (FM) hcp (AFM2) hcp (NM) cfc (FM). Une nouvelle phase intermédiaire, qui est la phase hcp (AFM2), a été obtenue. L'enthalpie résultante de chaque phase indique que la phase hcp (AFM2) est plus favorable que la phase hcp (NM) ; nous suggérons donc l'existence d'une nouvelle transition de phase sous pression de la phase cc (FM) à la phase hcp (AFM2) autour de 10 GPa. Les constantes élastiques calculées Cij pour les transitions de phases induites par la pression préférées satisfont aux critères de stabilité élastique. De plus, ces phases sont dynamiquement stables en se basant sur les considérations de la dispersion des phonons et de la densité d’états totale des phonons. Partie 2 : La théorie de la fonctionnelle de la densité est appliquée pour calculer les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des jonctions tunnel magnétiques (JTM) Fe/MgO/ Fe (001) ainsi que l'influence d'une monocouche d'oxygène interfaciale par l'ajout d'atomes d'oxygène à l’interface Fe/MgO. La formation de la liaison Fe-O, ainsi que les changements de polarisation de spin autour du niveau de Fermi de la structure Fe/MgO/Fe (001) avec une couche interfaciale FeO a été observée. La densité d’états polarisés en spin calculée pour la structure Fe/MgO/Fe avec une couche d'interface Fe-O a montré que les pics des états O 2s, O 2p, et Fe 3d sont décalés en raison du couplage entre les atomes d'oxygène et la couche du Fer. La structure Fe/MgO/Fe présente un comportement métallique en raison de la position du pic de la densité d'états (DOS) au niveau de Fermi pour les spins majoritaires et minoritaires. La polarisation de spin (P) calculée n'est que de 7% pour la structure métallique Fe/MgO/Fe, alors que la structure métallique Fe/MgO/Fe avec une couche interfaciale FeO présente une polarisation P de 24%. Ainsi, la polarisation s'avère extrêmement sensible à la nature de la couche d'interface. De même, la nature du transfert de spin dans les deux structures JTM étudiées s'est avérée différente à l'interface Fe/MgO en raison de l’interaction entre les atomes environnants Fe et O. Nous avons également calculé les propriétés structurales, magnétiques et électroniques de la structure Fe/MgO/Fe avec une couche FeO avec différentes tailles de la jonction en faisant varier le nombre de couches de MgO, avec une épaisseur de Fe fixée à 5 monocouches. Les mots clés : Théorie fonctionnelle de la densité; Transition de phase; Ferromagnétisme; Phonon; Thermodynamique; Éléments de transition; Magnétorésistance Tunnel; Jonction Tunnel Magnétique. Abstract (en Anglais): Part 1: Density functional theory is applied to investigate the relative stability of Fe in different phases (bcc, fcc and hcp) for both the nonmagnetic (NM), ferromagnetic (FM) and anti-ferromagnetic (AFM) states as well as the effect of pressure. From the calculated enthalpy as a function of pressure, we predict the phase transition pathway for Fe at T = 0 K as: bcc (FM) hcp (AFM2) hcp (NM) fcc (FM). A new intermediate, which is the hcp (AFM2) phase, was obtained. The resulting enthalpy of each phase indicates that the hcp (AFM2) phase is more favorable than the hcp (NM) phase, thus we suggest the existence of novel transition under pressure from bcc (FM) to hcp (AFM2) phase around 10 GPa. The calculated elastic constants Cij for the preferred pressure induced transition phases satisfy the criteria for elastic stability. Also, these phases are dynamically stable based on the phonon dispersion and phonon total density of states considerations. Part 2: Density functional theory is applied to calculate the structural, electronic, and magnetic properties of the Fe/MgO/Fe (001) magnetic tunnel junctions (JTMs) as well as the influence of an interfacial oxygen monolayer by the addition of oxygen atoms at the Fe/MgO interface. The formation of Fe-O bonded atoms, as well as the changes in the spin polarization around the Fermi level of the Fe/MgO/Fe (001) with an interfacial FeO layer, is observed. The calculated spin-polarized density of states of the Fe/MgO/Fe with a Fe-O interface layer showed that the peaks of the O 2s, O 2p, and Fe 3d states are shifted due to the coupling between the O atoms and Fe layer. The Fe/MgO/Fe structure exhibits metallic behavior due to the position of the density of states (DOS) peak at the Fermi level with both majority and minority spins. The calculated spin polarization (P) is only 7 % for the metallic Fe/MgO/Fe structure, whereas the metallic Fe/MgO/Fe structure with FeO interfacial layer has P of 24%. Thus, the polarization is found to be extremely sensitive to the nature of the interface layer. Likewise, the nature of spin-charge transfer in both investigated JTM structures was found to be different at the Fe/MgO interface due to the hybridization interaction between Fe and O. We have also calculated the structural, magnetic, and electronic properties of Fe/MgO/Fe with FeO layer with different sizes of the junction by varying the number of MgO layers, with Fe thickness fixed at 5 ML. Keywords: Density functional theory; Phase transition; Ferromagnetism; Phonon; Thermodynamics; Transition elements. Tunneling Magnetoresistance; Magnetic Tunnel Junctions.
Etude du premier principe de la structure électronique et magnétique des matériaux pérovskites de la forme ABF3
(2020-11-11) FILALI Siham; Encadreur: HAMDAD Noura; Co-Encadreur: BENHELLAL Omar
Résumé (en Français) : Cette thèse présente une étude ab-initio des propriétés structurales, électroniques et magnétiques des pérovskites fluorures (Fluoro-perovskite) de la forme ABF3. Les calculs ont été effectués en utilisant la méthode linéaire des ondes planes augmentées et linéarisées (FP-LAPW) basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Différentes approximations (GGA, L(S)DA, GGA-PBE, WC-GGA, GGA+U, LSDA+U et TB-mBJ-GGA) ont été utilisées pour l’énergie d’échange-corrélation. Dans le but de bien exploiter tous les propriétés physiques des Fluorures étudiés (CsFeF3, NaFeF3, RbFeF3, KCoF3, KNiF3, KFeF3, TiFeF3, et TlFeF3), et de bien comprendre leurs comportement magnétique, nous avons calculés tout d’abord leurs paramètres d’équilibres en étudiant les deux configurations : Non-Ferromagnétiques (NF), et Ferromagnétiques (FM). L’étude de la structure électronique de ces composés a été effectuée en plusieurs étapes (La structure de bande, Les densités d’état total et partiel (TDOS et PDOS), et la densité de charge) pour différentes structures cristallines. Nous avons calculé tout d’abord la structure cubique avec le groupe d’espace (Pm-3m) pour les huit matériaux Fluorures traités, ensuite la structure hexagonale-4H avec le groupe d’espace (P6/mmc), et en fin de compte nous avons calculé les deux structures orthorhombiques avec les groupes d’espaces (Pnma et Pbnm). Pour cela, différentes approximations ont été introduite dans un contexte comparatif. Les résultats obtenus s’accordent parfaitement bien avec plusieurs résultats théoriques et expérimentaux Les mots clés : Pérovskites Fluorides ABF3, Ab-Initio, DFT, GGA+U, TB-mBJ-GGA, Ferromagnétique (FM). Abstract (en Anglais) : Ab-Initio calculation was performed using the linear method of the augmented plane wave and linearized (FP-LAPW) based on the Density Functional Theory (DFT) description. Different crystal structure (Cubic (Pm-3m), Hexagonal-4H (P6/mmc), Orthorhombic (Pnma) and Orthorhombic (Pbnm)) for different perovskite Fluorides (CsFeF3, NaFeF3, RbFeF3, KCoF3, KNiF3, KFeF3 , TiFeF3, and TlFeF3) have been calculated within different approximations (GGA, L(S)DA, GGA-PBE, WC-GGA, GGA+U, LSDA+U et TB-mBJ-GGA) in order to introduce the exchange and correlation potential. We discussed the structural, electronic (Band structure, Total (TDOS) and Partial Densities (PDOS), and Charge densities).Also we investigated the magnetic properties. Our results agree very well with other theoretical and experimental data. Keywords : Perovskites Fluorides ABF3, Ab-Initio, DFT, GGA+U, TB-mBJ-GGA, Ferromagnetic (FM).
Etude ab initio des propriétés électroniques et demi-métalliques ferromagnétiques du CaS , dopé aux 3d-(V, Cr, Co) pour applications à l’électronique de spin.
(2020-11-15) AICHE Amina; Encadreur: TADJER Abdelkader
الملخص (بالعربية) : قمنا بإجراء حسابات من المبادئ الأولية من أجل دراسة البنية الإلكترونية والخصائص النصف المعدنية المغناطيسية للمركبات شبه الموصلة المخففة (TM = V,Cr ,Co) Ca1-xTMxS ذات البنية البلورية للملح الصخري NaCl بالتركيزات= x 0.125 ,0.062 و0.25 باستعمال مقاربة طريقة الأمواج المستوية المتزايدة خطيا ذات الكمون الكامل (FP-LAPW) لنظرية الكثافة الوظيفية (DFT) ضمن تقريب التدرج المعمم لوو و كوهين Wu-Cohen (WC- GGA) و كمون باك-جونسون المعدل من طرف تران و بلاها Tran Blaha modified Becke Johnson (TBmBJ) لتقدير طاقة التبادل والارتباط المدمجة في برنامج.Wien2k وقد تم حساب ميزات فيزيائية مثل ثابت الشبكة البلورية ، معامل القابلية للانضغاط و مشتقته الاولى ، بنية النطاق الإلكتروني مستقطبة اللف المغزلي (السبين)، كثافات الحالات الإلكترونية الكلية و الموضعية أو الجزئية والخصائص المغناطيسية. تظهر البنية الإلكترونية أن المركبات Ca1-xVxSو Ca1-xCrxSبجميع التركيزات المدروسة وCa1-xCoxS المخفف مع0.0625 = x هي مركبات نصف معدنية فيرومغناطسية مع استقطاب كامل للف الدوران المغزلي بنسبة %100 . تظهر العزوم المغناطيسية الإجمالية المحسوبة ل Ca1-xCoxS و Ca1-xVxS نفس القيمة الصحيحة 3µB بينما المركب Ca1- xCrxS يبرز عزما مغناطيسيا بقيمة 4µB والتي تؤكد السلوك نصف المعدني الفيرومغناطيسي لهذه المركبات. قمنا أيضًا بحساب قيم انقسام نطاقات التكافؤ والتوصيل وثوابت التبادلN0α و β.N0 كما وجدنا أن الحالة الفيرومغناطيسية تستقر من خلال التبادل p-d المرتبط بآلية التبادل المزدوج. المركبات المخففة Ca1-xTMxS (TM = V,Cr ,Co) تبدو أنها مرشحات جديدة و واعدة للتطبيقات في ميادين السبينترونيك. لكلمات المفتاحية : المبدأ الأول ، نظرية الكثافة الوظيفية ، أشباه الموصلات المغناطيسية المخففة ، الفيرومغناطيسية شبه المعدنية ، السبينترونيك. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé Nous avons effectué des calculs de premier-principe afin d'étudier la structure électronique et les propriétés demi-métalliques ferromagnétiques des composés semi-conducteurs magnétiques dilués Ca1-xTMxS (TM = V, Cr et Co) dans la structure rocksalt du NaCl à des concentrations x = 0.0625, 0.125 et 0.25 en utilisant l'approche des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) de la théorie fonctionnelle de la densité avec l'approximation du gradient généralisé de Wu-Cohen (WC-GGA) et le potentiel de Tran Blaha modified Becke-Johnson (TB-mBJ) pour l’estimation de l’énergie d’échange et de corrélation tel qu'implémenté dans le code Wien2k. Des caractéristiques telles que la constante de réseau, le module de compressibilité et sa première dérivée, les structures de bandes en spin polarisé, les densités d’états électroniques totales et locales ou partielles et les propriétés magnétiques ont été calculées. La structure électronique montre que les composés Ca1-xVxS et Ca1-xCrxS à toutes les concentrations étudiées et Ca1-xCoxS dilué avec x = 0.0625 sont demi-métalliques ferromagnétiques avec une polarisation de spin complète de 100%. Les moments magnétiques totaux calculés pour Ca1-xVxS et Ca1-xCoxS montrent la même valeur entière de 3 µB et Ca1-xCrxS présentent un moment magnétique total de 4 µB, ce qui confirme le comportement demi-métallique ferromagnétique de ces composés. Nous avons également calculé les valeurs du splitting de spin des bandes de valence et de conduction et les constantes d'échange. Nous avons constaté que l'état ferromagnétique est stabilisé par l'échange p-d associé au mécanisme du double-échange. Les composés Ca1-xTMxS (TM = V, Cr et Co) dilués s'avèrent être de nouveaux candidats prometteurs pour les applications dans les domaines de la spintronique. Les mots clés : Premier-principe, Théorie de la fonctionnelle de la densité, Semi-conducteurs magnétiques dilués, Ferromagnétisme demi-métallique, Spintronique. ---------------------------------------------------------------------------------- Abstract We performed first principles calculations in order to study the electronic structure and the half metallic ferromagnetic properties of diluted semiconducting compounds Ca1-xTMxS (TM =V, Cr and Co) in the rocksalt structure of NaCl at concentrations x = 0.0625, 0.125 and 0.25 using the full potential linearized augmented plane waves (FP-LAPW) approach of the density functional theory with the Wu-Cohen generalized gradient approximation (WC-GGA) and the Tran Blaha modified Becke-Johnson (TB-mBJ) potential for estimation of the exchange and correlation energy as implemented in the Wien2k code. Features such as lattice constant, bulk modulus and its first derivative, spin-polarized band structures, total and local or partial electronic densities of states and magnetic properties have been computed. The electronic structure show that Ca1-xVxS and Ca1-xCrxS compounds at all the studied concentrations and the diluted Ca1-xCoxS with x = 0.0625 are half metallic ferromagnets with a complete spin polarization of 100%. The calculated total magnetic moments for Ca1-xVxS and Ca1-xCoxS show the same integer value of 3 µB and Ca1-xCrxS exhibit a total magnetic moment of 4 µB, which confirm the half-metallic ferromagnetic behavior of these compounds. We also calculated the values of the band edge spin splitting of the valence and conduction bands and the exchange constants. We have found that the ferromagnetic state is stabilized by the p-d exchange associated with the double-exchange mechanism. The diluted Ca1-xTMxS (TM = V, Cr et Co) compounds are found to be new promising candidates for applications in spintronic fields. Keywords: Keywords: First principles, Density functional theory, Diluted magnetic semiconductors, Half-metallic ferromagnetism, Spintronic.