- [ VRPG-Doc-Sc] Sciences physiques --- علوم فيزيائية

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Analyse des propriétés physiques des nanomatériaux à base nitrure de bore et de carbone
(2017-07-04) HADJ-ELMERABET abderrahman; Encadreur: HEIRECHE Houari; Co-Encadreur: TOUNSI abdelouahed
الملخص (بالعربية) في هذه العمل،نثمن درجة الحرارة التواء حرجة لأنابيب نتريد البورون أحادي الجدران باستخدام نظرية التشوه التقديرية من الدرجة الأولى اللاموضعية للعارضة النموذج الحالي قادر على التقاط كل من تأثير صغر السلم وتأثير التشوه العرضي لأنابيب نتريد البورون أحادي الجدران و هي ايضا تعتمد على فرضيات الانتقال في المستوي والانتقال العرضي متناسقة مع احداثيات الالتواء حيث ان إحداثيات الالتواء لا تساهم في قوى القص النتائج المبينة تشير إلى أهمية التأثيرات صغر السلم في تحليل التواء الحراري لأنابيب نيتريد البورون الكلمات المفتاحية نانو تيب نتريد البورون ; درجة حرارة الالتواء ; تأثير السلم الصغير Résumé (Français et/ou Anglais) : Dans ce travail , la température critique de flambement d'un nanotube de nitrure de bore mono paroi (SWBNNT) est estimée en utilisant une nouvelle théorie de la déformation de cisaillement non locale de premier ordre . Le modèle actuel est capable de capturer à la fois l’effets de petite échelle et les effets de déformation transversale de nitrure de bore mono paroi SWBNNT et il est aussi basé sur l'hypothèse que les déplacements dans le plan et les déplacements transversaux consistent les composantes de flexion et de cisaillement dans lesquelles les composants de flexion ne contribuent pas aux forces de cisaillement et , de même, les composants de cisaillement ne contribuent pas aux moments de flexion. Les résultats indiquent l 'importance des effets à petite échelle dans l' analyse du flambement thermique du nanotube de nitrure de bore. The critical buckling temperature of single-walled Boron Nitride nanotube (SWBNNT) is estimated using a new nonlocal first-order shear deformation beam theory. The present model is capable of capturing both small scale effect and transverse shear deformation effects of SWBNNT and is based on assumption that the in-plane and transverse displacements consist of bending and shear components, in which the bending components do not contribute toward shear forces and, likewise, the shear components do not contribute toward bending moments. Results indicate the importance of the small scale effects in the thermal buckling analysis of Boron Nitride nanotube. Keywords: Single walled boron nitride nanotube; Critical buckling temperature; Small scale effect.
Analyse globale des intensités rovibrationnelles de la pentade et de l’octade de la molécule 12CD4
(2015-02-19) Kaarour Abdelkrim; Encadreur: Ouardi Okkacha
Résumé (Français et/ou Anglais) : RESUME L’analyse de 2308 données sur la molécule 12CD4 dans la région 900 cm-1 – 2400 cm-1 fait intervenir deux poliades froides : - la Diade (ν2,ν4) - niveau de base GS - la Pentade (2ν4, ν2+ν4, ν1, 2ν2, ν3) - niveau de base GS L’étude détaillée des intensités dépend, via les vecteurs propres, de celle des niveaux d’énergie et, en pratique lui succède. De ce fait, l’analyse raie par raie des intensités suppose une analyse préalable très fine des positions de raies. La qualité des résultats obtenus dans une analyse d’intensités dépend en grande partie de l’analyse des positions. C’est pour cela, et puisque aucun travail antérieur sur la molécule 12CD4 et dans les régions en questions, n’a été fait, nous avons analysé finement les positions, avant de faire tout calcul. Ainsi L’analyse des 2308 données nous a permis de déterminer 125 paramètres de l’Hamiltonien effectif propres à la Pentade avec une très bonne précision. Ces 125 paramètres nous ont permis de faire un calcul complet des spectres de la Pentade et de la Diade. À partir de ces paramètres, nous avons montré, et sans avoir en notre possession un spectre expérimental à analyser, comment prédire le spectre complet de L’Octade (3ν4, ν2+2ν4, ν1+ν4, ν3+ν4, 2ν2+ν4, ν1+ν2, ν2+ν3, 3ν2) - niveau de Base GS à partir des résultats obtenus dans l’étude de la Pentade., Abstract The analysis of 2308 data of the 12CD4 molecule, in the region 900 cm-1 to 2400 cm-1 involves the two cold polyads: - The Dyad (ν2,ν4) - basics GS - The pentad (2ν4, ν2 + ν4, ν1, 2ν2, ν3) - Basic level GS The detailed study of intensities depends via the eigenvectors of the energy levels and, in practice succeeded him. So, the analysis of the intensities presupposes a very fine preliminary analysis of the line positions. And the quality of the results in an intensity analysis largely depends on the analysis of the positions. For this, and since no previous work on 12CD4 molecule and in the regions issues has been done, we closely analyze the positions before making any calculation. And Analysis of 2308 data allowed us to identify 125 effective Hamiltonian parameters specific to Pentad with very good accuracy. 125 These settings have allowed us to make a complete calculation of the spectra of Pentad and Dyad. From these parameters, we have shown, without having in our possession an experimental spectrum analyze, how to predict the full spectrum of the Octad (3ν4, ν2 + 2ν4, ν1 + ν4, ν3 + ν4, 2ν2 + ν4, ν1 + ν2, ν2 + ν3, 3ν2) - Level Base GS from the results obtained in the study of Pentad
Analyse théorique de l’effet des corrélations Hubbard sur la structure magnétique des dioxydes d’actinides
(2017-12-19) BOUASRIA AHMED; Encadreur: ZAOUI Ali
Résumé (Français et/ou Anglais) : Abstract Using Perdew–Burke–Ernzerhof +U formalism, we present a systematic study of the magnetic phase stability, mechanical properties, electronic density of states and band gaps of actinide dioxides (AnO2,An = Actinide elements). Relativistic effects are also considered via the spin orbit coupling. The 5f electrons behavior has been investigated as a function of the Coulomb repulsion U. Lattice parameters, elastic constants and band gaps of AnO2 are consistently in good agreement with the available experimental data. From GGA+U+SO calculations, all AnO2 are found to be semiconductors or insulators. Our results show that the strong correlation treatment by the Coulomb potential and the spin orbit interactions are necessary to predict the accurate electronic structure of this series of materials. Résumé Nous présentons une comparaison systématique de la stabilité de phase magnétique, les propriétés mécaniques, la densité d'états électroniques et les gaps d’énergies des dioxydes actinides, AnO2 (An = actinides éléments) prédite par le formalisme GGA+U (U = 0, 2, 4, 6, 8, 10). Signalons que dans ce travail le couplage spin-orbite (SOC) est pris en compte. Le comportement des électrons 5f ont été étudiées en fonction de la répulsion de Coulomb U. Les constantes de réseau et les gaps d'énergies de la série AnO2 sont en bon accord avec les données expérimentales disponibles. A partir des calculs GGA+U+So, tous les dioxydes d’actinides sont trouvés des isolants ou des semi-conducteurs. Nos résultats montrent que le potentiel de Coulomb et le couplage spin-orbite sont des facteurs clé pour comprendre les propriétés de cette série de composée.
Application des modèles d’élasticité non locale pour l’étude du comportement physique des nanostructures : Application au graphène et nanotubes
(2020-12-23) KADARI Belkacem; Encadreur: HEIRECHE Houari; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
الملخص (بالعربية) ملخص يقدم هذا العمل دراسة عن التواء للصفائح النانوية المدمجة بواسطة باستخدام نظرية القطع الجديدة و أبعاد صغيرة. الميزة الرئيسية لهذه النظرية هي أنه بالإضافة إلى تضمين تأثير تشوه القص ، فإن حقل الإزاحة مصمم على شكل ثلاثة مجاهيل فقط وثلاثة معادلات تحكم كحالة نظرية الألواح الكلاسيكية الأولى ونظرية تشوه القص العليا يتم استخدام العلاقات التفاضلية غير المحلية لإرينغن لدراسة تأثيرات النطاق الصغير على مشبك النانو وبالتالي فإن عامل تصحيح القص غير مطلوب، يتم الحصول على حلول تحليلية لأحمال لأوراق الغرافين أحادية الطبقة ذات الخصائص المتساوية قد تقدم النتائج المقدمة في هذه الدراسة إرشادات مفيدة لتصميم أجهزة النانوالقائمة على الغرافين، تُظهر دراساتنا التحقق أن النظرية المقترحة ليست دقيقة وبسيطة فقط في حل الألواح النانوية، ولكنها أيضًا قابلة للمقارنة مع نظريات تشوه القص العليا الأخرى والتي تحتوي على عدد أكبر من المجاهيل كلمات البحث: الالتواء؛ تقويم لوحات النانو؛ نظرية مع 3 مجهولين بسيطة ؛ نظرية المرونة غير المحلية ؛ قاعدة باسترناك Résumé (Français et/ou Anglais) : ABSTRACT: This work presents the buckling investigation of embedded orthotropic nanoplates by using a new hyperbolic plate theory and nonlocal small-scale effects. The main advantage of this theory is that, in addition to including the shear deformation effect, the displacement field is modeled with only three unknowns and three governing equation as the case of the classical plate theory (CPT) and which is even less than the first order shear deformation theory (FSDT) and higher-order shear deformation theory (HSDT), a shear correction factor is, therefore, not required. Nonlocal differential constitutive relations of Eringen are employed to investigate effects of small scale on buckling of the rectangular nanoplate. The elastic foundation is modeled as two parameters Pasternak foundation. The equations of motion of the nonlocal theories are derived and solved via Navier's procedure for all edges simply supported boundary conditions. The proposed theory is compared with other plate theories. Analytical solutions for buckling loads are obtained for single-layered graphene sheets with isotropic and orthotropic properties. The results presented in this study may provide useful guidance for design of orthotropic graphene based nanodevices that make use of the buckling properties of orthotropic nanoplates. Verification studies show that the proposed theory is not only accurate and simple in solving the buckling nanoplates, but also comparable with the other higher-order shear deformation theories which contain more number of unknowns Keywords: Buckling; orthotropic nanoplates; a simple 3-unknown theory; nonlocal elasticity theory; Pasternak’s foundations RÉSUMÉ Ce travail présente l'étude du flambement des nanoplaques orthotropes encastrées en utilisant une nouvelle théorie des plaques hyperboliques et des effets non locaux à petite échelle. Le principal avantage de cette théorie est qu'en plus d'inclure l'effet de déformation par cisaillement, le champ de déplacement est modélisé avec seulement trois inconnues et trois équations gouvernantes comme le cas de la théorie classique des plaques (CPT) et qui est encore moins que la théorie de déformation de cisaillement du premier ordre (FSDT) et la théorie de la déformation par cisaillement d'ordre supérieur (HSDT). Le facteur de correction de cisaillement n'est donc pas requis. Les relations constitutives différentielles non locales d'Eringen sont utilisées pour étudier les effets à petite échelle sur le flambement de la nanoplaque rectangulaire. La fondation élastique est modélisée comme une fondation Pasternak à deux paramètres. Les équations de mouvement des théories non locales sont dérivées et résolues via la procédure de Navier pour toutes les arrêtes supportant simplement les conditions aux limites. La théorie proposée est comparée à d'autres théories des plaques. Des solutions analytiques pour les charges de flambement sont obtenues pour des feuilles de graphène monocouche avec des propriétés isotropes et orthotropes. Les résultats présentés dans cette étude peuvent fournir des indications utiles pour la conception des nano-dispositifs à base de graphène orthotrope qui utilisent les propriétés de flambement des nanoplaques orthotropes. Les études de comparaison montrent que la théorie proposée est non seulement précise et simple pour résoudre le flambement des nanoplaques, mais également comparable aux autres théories de déformation de cisaillement d'ordre supérieur qui contiennent plus de nombre d'inconnues. Mots-clés: Flambement; nanoplaques orthotropes; une théorie simple à 3 inconnues; théorie de l'élasticité non locale; les fondations de Pasternak
Calcul ab-initio des propriétés structurales, électroniques et magnétiques des matériaux cubiques de types spinelles
(2018-07-03) HATRAF Isma; Encadreur: BALTACHE Hadj; Co-Encadreur: RACHED Djamel
Résumé (Français et/ou Anglais) : L’objectif de cette étude est le calcul des propriétés structurales, élastiques, électroniques, magnétiques et optiques des spinelles CdRe2S4 (Re=Ho, Er). Les calculs sont effectués à l'aide d'une onde plane augmentée (APW) à plein potentiel (FP) et d'une méthode orbitale locale (lo). Pour intégrer l'énergie de corrélation d'échange par rapport à la partie potentielle dans le calcul d'énergie totale, l'approximation de gradient généralisée (PBE-GGA) est mise en œuvre. Le potentiel de Becke-Johnson modifié (mBJ) par Trans-Blaha (TB) est également utilisé pour obtenir des résultats cohérents pour les calculs de structure de bande électronique. D'après les calculs obtenus pour le spinelle cubique de nos deux composées CdHo2S4 et le CdEr2S4, on trouve que les valeurs calculées sont en bon accord avec les mesures expérimentales existantes. De plus, nos résultats montrent que nos composés présentent une nature ductile et une très forte anisotropie.
Comprendre la dualité supraconductivité et magnétisme dans des stannures binaires à base des éléments terres rares.
(2018-04-19) Benidris Ahmed; Encadreur: ZAOUI Ali
Résumé (Français et/ou Anglais) : Abstract A theoretical study of structural, magnetic, electronic proprieties of RESn3 (RE= Rarre Earth element) intermetallic compounds have been investigated using first principles density functional theory. The generalized gradient approximation+U formalism has been used to account for the strong on-site Coulomb repulsion among the localized RE 4f electrons. The spin orbit interaction has also considered in this work. GGA+U+SOC calculation gives the ground state properties of both structures (orthorhombic, cubic) such as magnetic phase stability, lattice constant a0 and magnetic moment, which are in good agreement with the experimental data. The calculated electronic structure, like band structures and Fermi surfaces of the nonmagnetic intermetallic compounds enabled us to classify them into two categories: compensated and uncompensated metals.
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 à l’étude des propriétés physiques de l’alliage CuCl1-xIx par la méthode FP – LMTO
(2015-12-09) Hachemane Djelloul; Encadreur: Ameri Mohammed
Résumé : Le but de ce travail est d'étudier les propriétés structurales, électroniques, thermodynamiques des binaires CuCl et CuI et leur alliage. Pour ceci, nous avons utilise la méthode FP-LMTO (Full Potentiel 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 para métrisation de Perdew-Wang. Nous avons étudie 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 désordre . En utilisant l'approche de Zunger, les origines microscopiques de la structure de bande du paramètre de courbure ont été détaillées et expliquées. En outre à la méthode (FPLMTO). Un accord raisonnable est trouve de la comparaison de nos résultats avec d'autres calculs théoriques. Mots clés: AlP, InP, alliage, DFT, FP-LMTO. Abstract The aim of this work is to study the structural, electronic and thermodynamic properties, of CuCl and CuI and their alloy. For this, we use the full-potential linear muffin-tin orbital(FP-LMTO) method in the framework of density-functional theory (DFT). The exchange and correlation energy is described in the generalized gradient approximation (GGA) using Perdew-Wang parameterization We have investigated the effect of composition on structural properties such as lattice constants, bulk modulus and band gap. We report the results concerning the variation of the gaps and crossover of the direct, indirect band gap and the bowing. Using the approach of Zunger, the microscopic origins of band gap bowing have been detailed and explained. In addition, to (FP-LMTO) method. A reasonable agreement is found from the comparison of our results with other theoretical calculations. Keywords: CuCl , Cu I, Alloy, DFT, FP-LMTO.
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 physiques de l’alliage Skutterudites CeRu4P12 par la méthode FP – LMTO.
(2016-07-03) Berrahal Mokhtar; Encadreur: Ameri Mohamed
Résumé (Français et Anglais) : Résumé: Le sujet de la thèse concerne l’étude des propriétés structurales électroniques élastiques et thermodynamiques des skutterudites en utilisant la méthode Full Potentiel linear muffin-tin orbital (FP-LMTO). Cette étude s’appuiera sur 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 utilisant les paramètres de perdew. Ces matériaux ont révélé récemment beaucoup d’intérêt dans la communauté des sciences des matériaux. Les paramètres structuraux sont déterminés. D'après les résultats des propriétés électroniques, nous constatons que les skutterudites de type CeRu4P12 ont un étroit gap, ainsinous avons expliqué et bien détaillé les paramètres de courbures, la masse effective, la capacité calorifique et le coefficient de dilatation thermique. Une cohérence a été montrée entre nos résultats et ceux d'autres calculs théoriques et d’autres données expérimentales. Abstract: The subject of the thesis concerns the study of the structurals, electroniques,elastics and thermodynamics properties of skutterudites using the method Full potential linear muffin-tin orbital (FP-LMTO). This study will build on the theory of density functional (DFT). The energy exchange and correlation is described in the generalized gradient approximation (GGA) using Perdew settings. These materials have recently shown great interest in the materials science community. The structural parameters are determined. According to the results of the electronic properties, we find that skutterudites of CeRu4P12 have a narrow gap, so we explained and detailed settings curvatures, the effective mass, heat capacity and coefficient of thermal expansion. Consistency was observed between our results and those of other theoretical calculations and other experimental data. Keywords :Skutterudite; FP-LMTO; Alloys; Bowing Parameter;Elastic properties; Electronic properties; Debye temperature, CeRu4P12.
Contribution à l’étude des propriétés physiques des Phases MAX Crn+1GeCn (n=1 , 2 , 3 et 4) par la méthode FP - LAPW.
(2016-06-30) Benouis Mimoun; Encadreur: Ameri Mohammed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Abstract Using ab initio calculations, we have studied the structural, electronic properties of max phases Crn+1GeCn (n = 1, 2, 3 and 4) by the full-potential linearized augmented-plane wave (FP-LAPW) implemented by the WIEN2k code under the density functional theory (DFT). We used the generalized gradient approximation (GGA) for the term of the potential for exchange and correlation to calculate structural properties, The results are generally in good agreement with other theoretical and experimental results available. We also determined the energies of formation and cohesions carbon-based compounds that allow us to say that the synthesizing these compounds can be achieved. For electronic properties, and starting with the band structure, our calculations do no band gap has given to the Fermi level. This result confirms the metallicity of these materials. The densities of total and partial state confirm hybridization s-p-d at the top of the valence band. We agreed also investigated the magnetic stability and electronic properties of the compound Cr2GeC using the framework of an all-electron full-potential linearized augmented-plane wave (FP-LAPW) method within the generalized gradient (GGA) and +U corrected (GGA+U) approximations. An antiferromagnetic spin ordering of Cr atoms is shown to be the grand state for this compound. Based on its electronic band structures and density of state (DOS), Cr2GeC has a metallic character, and from the analysis of the site and momentum projected densities, it is deduced that the bonding is achieved through hybridization of Cr-3d with C-2p states and Cr-3d with Ge-3p states. It is also pointed out that the Cr–C bonding is more covalent than that of Cr–Ge. Résumé : Nous avons étudié les propriétés structurales, électroniques des phases max Crn+1GeCn (avec n = 1, 2, 3 et 4) par la méthode des ondes planes augmentées et linéarisées (FP-LAPW) implémentée par le code Wien2k dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Nous avons utilisé l'approximation du gradient généralisé (GGA) pour le terme du potentiel d'échange et de corrélation pour calculer les propriétés structurales,les résultats obtenus sont en général en bon accord avec d’autres résultats théoriques et expérimentaux disponible .Nous avons également déterminé les énergies de formation et cohésions des composés à base de carbone, qui nous permettent de dire que la synthétisation de ces composés peut être réalisée. Pour les propriétés électroniques, et en commençant par la structure de bande, nos calculs n’ont donnée aucun gap de bande au niveau de Fermi. Ce résultat confirme la métallicité de ces matériaux. Les densités d’état totales et partielles confirment l’hybridation s-p-d au sommet de la bande de valence. Nous avons convenu aussi d'une étude comparative sur les propriétés structurales, électroniques et magnétiques de Cr2GeC basés sur la théorie fonctionnelle de la densité dans le formalisme GGA et GGA + U. Nous avons constaté que GGA + U décrivent bien les paramètres structurales. Nous avons démontré que l'effet de la structure à couches empilées sur la liaison entre les atomes et a trouvé l'ordre antiferromagnétique des atomes de Cr pour être l'état d’équilibre de ce matériau. Les propriétés électroniques (DOS) illustrent une hybridation claire de Cr-3d et C-2p, orbitals Ge-3p dans une large gamme d'énergie.
Contribution à l’étude des propriétés physiques et optiques des nanowires et nanotubes
(2016-06-30) ADDA BEDIA Wafaa; Encadreur: BENZAIR Abdelnour
الملخص(بالعربية): فى هذه الورقة, الخصائص الحرارية رضوخهم المتقاعدة من انابيب الكربونية احاديةالطبقةالمتعرحة(SWCNT) المضمنةفى المعاملمطاطة متوسطة التحقيق النهائى جديد من الدرجة الاولى NNFSDTتشوه القص النظرية) . هذا النموذج وكذلك يراعى اثر من اثار الانابيب الكربونيةالمستعرضة تشويها فى الاثار, تتم اضافة , المعلمة راديو ستريو وينكلر,نسبة الارتفاع الى العرض (L/d) وعدد من النمط) الحصول علي معامل القص و معامل يونغ لنانو انابيب الكربونية احادية الطيقةالمتعرحة باستخدام نمودج الطاقة المعادلة معالاخد الاعتبار كل من الشراليتي و تاتير السلم علي اساس نمودج غير محلي كل هده المؤتراتاضهرت نتائج علي درجة الحرارة (. وتوضح النتائج فى هذا العمل يمكن ان توفر معلومات هامة التي تكون فيهة المعادن عنصر اساسي. كلمات مفتاحيه انابيب الكربونية احادية الطبقة و درجة الحرارةو تاتير السلم و تشوه القص النظرية وانابيب خيطية Résumé (Français et/ou Anglais) : In this paper, the thermal buckling characteristics of armchair single-walled carbon nanotube (SWCNT) embedded in a one-parameter elastic medium are investigated using a new nonlocal first-order shear deformation theory (NNFSDT). The model present as well as takesinto account the scale effect the effects of transverse deformation of the nanotubes, the nonlocal effects (e_0 a), the parameter of the modulus Winkler (k_w), the aspect ratio (L/d) and the numberofmode(m). The equivalent of the Young modulus as well as the modulus of deformation SWCNT is obtained by employing the equivalent model of energy.A solution of the non-dimensional critical temperature of buckling is obtained in this investigation. Theresultsillustratedinthisworkcanprovideinvaluableandsignificantinformationfortheanalysisand thedesignofthenew generationofthenanotubes aswell asthethermal characteristicsofthenanotubesmonowall“SWCNT”. Keywords: Carbon nanotube , Critical buckling temperature, Scale effects, armchair single-walled carbon nanotube (SWCNT), new nonlocal first-order shear deformation theory (NNFSDT),nanowires.
Contribution à l’étude des propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques des anti-fluorites Na2X (X=S, Se et Te) par la méthode ab-initio (FP – LAPW).
(2015-11-30) BIDAI Kada; Encadreur: AMERI Mohammed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Nous avons effectué des calculs du premier principe de l'énergie totale sur les propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques de la série des composés Na2S, Na2Se et Na2Te. Nous avons appliqué la méthode des ondes planes linéairement augmentées à tout électron plus orbitale localisé (FP-LAPW+lo) et qui est basée sur la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) en utilisant l'approximation du gradient généralisé(GGA). Le modèle quasi-harmonique de Debye, en utilisant l’ensemble des calculs de l'énergie totale en fonction du volume obtenus est appliqué pour étudier les effets thermiques de ces matériaux. Les effets de la température et de la pression sur les paramètres structuraux, la capacité calorifique, la dilatation thermique, l’entropie et la température de Debye sont déterminés à partir de la fonction de Gibbs du non-équilibre. Mots-clés: FP-LAPW; DFT; GGA ; Coefficients de pression ; Propriétés thermiques. We have carried out a first-principles total-energy calculations of structural, elastic and thermal properties for the compounds Na2S, Na2Se et Na2Te. We have applied the full-potential linearized augmented plane waves plus local orbital (FP-LAPW+lo) method based on the density functional theory (DFT) using the generalized gradient approximation (GGA).The quasi-harmonic Debye model, using a set of total energy versus volume calculations obtained with the FP-LAPW+lo method which is applied to study the thermal effects. Temperature and pressure effects on the structural parameters, heat capacities, thermal expansions, entropy and Debye temperatures are determined from the non-equilibrium Gibbs functions. Key-words: FP-LAPW; DFT; GGA; Pressure coefficient ; Thermal properties
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 et optiques de l’alliage ZnMgTe par la méthode FP-LMTO
(2018-03-22) BELHACHEMI Ahmed; Encadreur: Abid Hamza; Co-Encadreur: SEHIL Mohamed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Une étude du Premier principe des propriétés structurales et électroniques de ZnTe, ZnTe et leur alliage Zn1-xMgxTe a été effectuée en utilisant le potentiel total de la méthode linéaire des orbitales muffin-tin (FP-LMTO) avec la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT). Nous avons utilisé l'approximation de densité locale (LDA) et l’approximation du gradient généralisé (GGA) pour calculer la structure électronique à d'équilibre. L'effet de la composition sur les constantes de réseau, module de compressibilité et la bande interdite ont été étudiés. Déviations entre les constantes de réseau de la loi de Vegard et de même pour le module de compressibilité ont été observés pour cet alliage. L’origine microscopique du terme de courbure a été effectuée par l'approche de Zunger et al.
Contribution à l’étude des propriétés structurales, magnétiques, élastiques, thermodynamiques et électroniques des alliages à base de terre rare HoX (X= N, O, S et Se ) par la méthode du potentiel total des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW).
(2016-02-07) BELKHARROUBI FADILA; Encadreur: AMERI MOHAMMED
Résumé (Français) : Le travail nous avons utilisé ne méthode ab-initio pour calculer les propriétés structurale, magnétique, constantes élastiques, propriétés thermodynamique et propriétés électroniques des composés a base d’Holmium HoX (X= N, O, S et Se) et cela en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées potentiel (FP-LAPW) implanté dans le code de WIEN2k. la fonctionnelle d’échange et de corrélation a été traité par l’approximation du gradient généralisé (GGA). Nous avons déterminé les caractéristiques spécifiques de chacun de ces matériaux sur le plan structural pour huit différentes structures: B1, B2, B3, B4, B10, B81, Bh et L10. Les propriétés magnétiques, élastiques et thermodynamiques, et électroniques, dans la phase la plus stable NaCl et dans les conditions ambiantes de température et de pression. Les propriétés électroniques de nos composé tout en prenant compte de l’effet du potentiel Hubbard , approximation (GGA+ U) pour faire face aux électrons fortement corrélés 4f- Ho. Mots-clés: calcul ab initio , properties structurales,propriétés elastiques, propriétés thermodynamiques , HoX ( X = N, O, S, Se). Abstract (Anglais) : Our thesis boils down to the study of the electronic structure of the compounds of Holmium based on rare earth, HoX (X = N, O, S and Se) .We determined the specific characteristics of each of these materials on the structural plan eight different structures such as B1, B2, B3, B4, B10, L10, Bh, B81. We have investigated the magnetic, elastic, thermodynamic and electronic most stable NaCl phase at ambient condition of temperature and pressure. We have studied these properties by means of accurate first principle total energy calculations using the full-potential linearized augmented plane wave method (FP-LAPW), The calculations were performed within the generalized gradient approximation (GGA) for the exchange –correlation potential. We computed the electronic properties of our four compounds using the GGA+U approximation to view the correlation effect 4f electron of rare earth. Key words: Ab initio calculations, structural properties, elastic thermodynamic properties , HoX ( X = N, O, S, Se).
Contribution à l’étude des propriétés structurales, optique magnétiques et électroniques des matériaux à base de terre rares: méthode de premier principe.
(2018-01-31) HASNI Leila; Encadreur: AMERI Mohamed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Les propriétés structurelles, magnétiques, électroniques et optiques des binaires à base de Terbium (TbX) (X = N, O, S et Se) ont été étudiées dans deux structures cubiques NaCl et CsCl. Cette étude est réalisée par une méthode d'orbitales Muffin-Tin (FP-LMTO) à potentiel total linéaire dans le cadre de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) implémentée dans le code lmtart. La présence d'électrons d’état f dans ces matériaux induits de haute corrélation nous a conduits à étudier ces systèmes en utilisant l'approximation de densité locale (LDA) pour l'état paramagnétique et l'approximation de densité locale spin (LSDA) pour l'état ferromagnétique pour les deux structures cubiques. Nous avons démontré que ces binaires sont stables à l'état ferromagnétique dans la phase cubique NaCl, ce qui nous permet de déduire les moments magnétiques de ces composants. À partir des structures de bandes électroniques et de densité d’état, nous avons conclu que TbX (X = N, O, S et Se) sont métalliques dans la phase de NaCl. Les résultats obtenus dans ce travail montrent que les paramètres théoriques de l'état fondamental, la structure des bandes, la densité des états (DOS) et les propriétés optiques correspondent bien à d'autres données théoriques et expérimentales disponibles. The structural, magnetic, electronic and optical properties of Terbium-based binaries (TbX) (X = N, O, S and Se) in two cubic structures NaCl and CsCl have been investigated. This study is carried out by Full-Potential linearized Muffin-Tin orbitals (FP-LMTO) method in the framework of the functional theory of density (DFT) implemented in the lmtart code. The presence of f-state electrons in these induced high-correlation materials led us to study these systems using local density approximation (LDA) for the paramagnetic state and spin local density approximation (LSDA) for the ferromagnetic state within two cubic structures. We have demonstrated that these binaries are stable in the ferromagnetic state in the cubic phase of NaCl, which allows us to deduce the magnetic moments of these components. From the electronic band structures and density states, we have concluded that TbX (X = N, O, S and Se) are metallic in the NaCl phase. The results obtained in this work show that the theoretical parameters of the ground state, structure of the bands, density of the states (DOS) and optical properties agree well with other available theoretical and experimental data.
Effet du dopage du Lanthane sur les propriétés structurales, élastiques, thermodynamiques et électroniques du composé YBi.
(2018-12-10) BELHADJ MOHAMED EL AMINE; Encadreur: Rached Djamel
Résumé (Anglais) : The main investigation goal of this work is to give report on the effect of Lanthanide doping in YBi. The present results were done by means of DFT calculations. The analysis of structural calculations reveals that, the lattice parameters of LaxY1-xBi varies linearly with the investigated concentration x, which indicates that the Vegard's law is valid for this calculation showever, for the effect on bulk modulus the results show the existing of a large deviation from a linear concentration dependence (LCD). The elastic constants Cij and their related macroscopic moduli was predicted. The influence of La-doped on thermodynamic stability was explored on the basis of regular solution model. Furthermore, the temperature effect on: heat capacity at constant volume (CV), thermal expansion (a) and Debye temperature (qD) have been investigated by the quasi-harmonic Debye model. To calculate the electronic structure of the investigated compounds we have used the Tran and Blaha-modified BeckeeJohnson (TBemBJ) method. The electronic structures reveal that the compounds with the concentration 0, 0.25 and 0.5 have semi metallic characters. Furthermore, the results reveal a gapless semiconducting behavior for La0.75Y0.25Bi alloy. Keywords: DFT calculations; Rare-earth doped alloys; Electronic structure Semiconductor. Résumé (Français ) : L'objectif principal de ce travail est d'étudié l'effet du dopage de Lanthanide sur le composé YBi. Les résultats établient ont été réalisés au moyen de calculs DFT. L'analyse des calculs structurels révèle que, le paramètre de maille de LaxY1-xBi varie linéairement avec la concentration étudiée x, ce qui indique que la loi de Vegard est valable pour ce calcul cependant, pour l'effet sur le module de compressibilité, les résultats montrent l'existence d'un grand écart par rapport à la dépendance de concentration linéaire (LCD). Les constantes élastiques Cij et leurs modules macroscopiques ont été prédit. L'influence de dopant La sur la stabilité thermodynamique a été exploré en utilisant le modèle de solution régulière. En outre, l'effet de la température sur: capacité calorifique à volume constant (CV), dilatation thermique (α) et température de Debye (θD) ont été étudiés par le modèle quasi-harmonique de Debye. Pour calculer la structure électronique des composés étudiés, nous avons utilisé la méthode de Tran et Blaha modifié par Becke Johnson (TB-mBJ). Les structures électroniques révèlent que les composés avec les concentrations 0.25 et 0.5 ont des caractères semi-métalliques. Ainsi que, les résultats révèlent le comportement semi-conducteur sans gap pour alliage La0.75Y0.25Bi. MOTS-CLÉS: Calculs DFT; Les alliages dopés à base de terre rare; structure électronique; Semi-conducteur.
Elaboration et étude des propriétés microstructurales et optoélectroniques de l’oxyde de zinc de type p : Etude de premier principe et expérimentale
(2016-12-01) BOUSMAHA Mohamed; Encadreur: BAGHDAD Rachid; Co-Encadreur: BOUHAFS Bachir
Le but de ce travail, qui revêt un caractère théorique et expérimental, est d'étudier les propriétés structurales et électroniques du ZnO dopé Potassium (K) en utilisant des méthodes de premiers principes basées sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) à travers la méthode des ondes planes linéairement augmentées (FP-LAPW) implémentée dans le code de calcul Wien2K. Des couches minces de ZnO dopées Azote (N), Magnésium (Mg) et Potassium (K) ont été synthétisées par la technique Spray Pyrolyse Ultrasonique . Ces couches ont ensuite été caractérisées d'un point de vue structural, morphologique, optique et électrique.
Elaboration et étude des propriétés microstructurales et optoélectroniques du dioxyde d'étain SnO2 pur et dopé : Etude de premier principe et expérimentale
(2016-12-01) BEZZERROUK Mohamed Amine; Encadreur: BAGHDAD Rachid; Co-Encadreur: BOUHAFS Bachir
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé : Le but de ce travail est d’étudier les propriétés structurales, électroniques et thermodynamiques de l’oxyde d’étain en utilisant des méthodes de premiers principes basées sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) à travers la méthode des ondes planes linéairement augmentées (FP-LAPW) implémentée dans le code de calcul Wien2K d’une part et d’autre part une étude expérimentale sur le dioxyde d’étain pur et dopé Bi, Ni, Li par la technique Spray pyrolyse ultrasonique pour le dépôt des couches minces et les caractériser afin d’avoir les différentes propriétés structurales, chimiques, électriques et optiques. Abstract : The aim of this work is to study the structural, electronic and magnetic properties of Tin oxide using the first principles calculations based on the density functional theory (DFT) via the Full-Potential Linear Augmented Plan Waves (FP-LAPW) method implemented in the Wien2k package. An experimental study using the technic of ultrasonic spray pyrolysis to obtain thin films of pur SnO2 and doped with Bi, Ni, Li with characterization to obtain different properties us structural, chemical, electrical and optical properties.