- [ VRPG-Doc] Physique --- فيزياء

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Contribution à l’étude physico- Chimique des alliages Full Heusler à base de terre rares Ag2YB (Y = Nd, Sm, Gd).
(2021-11-23) BOURAHLA ASMA; Encadreur: AMERI Mohammed
Résumé (en Français) : - Une série de full-Heusler à base de terres rares Ag2YB (Y = Nd, Sm, Gd) sont étudiés par la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW). Nous avons étudié les propriétés structurelles et élastiques avec une approximation du gradient généralisé (GGA) en utilisant la paramétrisation Perdew–Burke–Ernzehrof pour l'échange d'électrons et la corrélation. Nous avons trouvé que nos trois composés sont stables dans des états de structure de type AlCu2Mn (FM) qui sont ductiles et anisotropes à l'équilibre. Les paramètres du réseau, les constantes élastiques et leurs paramètres associés sont comparés avec d'autres résultats expérimentaux et théoriques disponibles. Les propriétés électroniques et magnétiques sont étudiées avec des approximations GGA et GGA + U. Sur la base du modèle de Debye quasi-harmonique, nous avons étudié la variation de la capacité calorifique et du coefficient de dilatation thermique en fonction de la température. Les mots clés : Théorie fonctionnelle de la densité DFT ; Alliages Heusler ; Demi-métallique ferromagnétique ; Magnétisme. Abstract (en Anglais) : - A series of full-Heusler based on rare earth Ag2YB (Y = Nd, Sm, Gd) are studied by linearized augmented plane waves with total potential (FP-LAPW) method. We have investigated the structural and elastic properties with generalized gradient approximation (GGA) using Perdew–Burke–Ernzehrof parameterization for electron exchange and correlation. We have found that our three compounds are stable in AlCu2Mn- type structure (FM) states that are ductile and anisotropic at equilibriustate. The lattice parameters, elastic constants, and their associated parameters are compared with other available experimental and theoretical results. The electronic and magnetic properties are studied with GGA and GGA + U approximations. Based on the quasi-harmonic Debye model, we have studied the variation of heat capacity and coefficient of thermal expansion as a function of temperature. Keywords: Density Functional Theory (DFT); Heusler alloys; Half-metallic Ferromagnets; Magnetism.
Contribution a l'étude des propriétés structurales, électroniques ,élastiques et thermodynamiques des composés binaires XY(X= Lu,Yb et Y= N,Sb,Bi)par la méthode ab initio FP-LMTO
(2017-11-30) BENNAR Faiza; Encadreur: AMERI Mohammed
الملخص(بالعربية): بواسطة طريقة FP-LMTO و التي ترتكز على نظرية كثافة الدالية DFT قمنا بحساب الخواص البنيوية و الميكانيكية و الإلكترونية و الترموديناميكية للمركبات الثنائية LuN,LuBi ,LuSb,YbN ,YbBi ,YbSb في الحالات البنيوية B1 و B2 . استعملنا تقريب كثافة الموضع LDA بغية حساب كمون التبادل و الإرتباط (XC) و LSDA. قمنا بتحديد الخصائص البنيوية بالخصوص عناصر التوازن ’ كذلك حساب عامل الإنضغاطية B و مشتقه B’ ’النتائج المحصل عليها متوافقة مع النتائج النظرية و التجريبية. قمنا كذلك بتحديد الخواص الميكانيكية و الإلكترونية و الترموديناميكية للبنية الأكثر استقرارا NaCl (B1) في الشروط النظامية للضغط و درجة الحرارة . الكلمات المفتاحية: FP-LMTO- DFT- LSDA- LDA ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : Les proprieties structurales, électroniques , élastiques et thermodynamique des composants binaires XY (X=Lu,Yb; Y=N, Bi , Sb) sur la base de terres rares dans les deux phases : Rocksalt (B1) et CsCl (B2) ont été étudiés. Les calculs ont été effectuées Par la méthode de calcul Linéarisé Muffin-Tin Orbital (FP-LMTO), qui se base sur la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) .Nous avons utilisé l’approximation de la densité locale (LDA) pour le terme du potentiel d’échange-corrélation (XC) et l’approximation de la densité locale polarisé en spin (LSDA). Nous avons calculé les paramètres structurales les paramètres de maille a0, le module de compressibilité B , sa dérivée B’ et l’énergie de cutoff (Ec) dans LDA et LSDA sont présentés. Aussi nous avons calculé les constantes élastiques, électronique et thermodynamiques dans la phase la plus stable NaCl (B1) et dans les conditions ambiantes de température et de pression. Nos résultats sont en très bon accord avec les résultats présentés dans la littérature. Mots clé : FP-LMTO- DFT- LSDA- LDA
Contribution à l’étude de l'interaction magnétique dans les composés Heusler à base des métaux de transition: La méthode DFT.
(2021-12-09) Gaid Feriel Ouarda; Encadreur: Boufadi Fatima Zohra
Résumé (en Français) : Cette étude examine la stabilité structurelle et les différentes propriétés électroniques, élastiques, magnétiques, thermodynamiques et thermoélectriques des alliages Ru2MnZ (Z=Nb,Ta,V) par la première méthode de principe FP-LMTO basée sur la théorie fonctionnelle de la densité (DFT). En utilisant l'approximation de gradient généralisée (GGA), il a été trouvé que les alliages Ru2MnZ (Z=Nb,Ta,V) sont stable dans l'état ferromagnétique (FM) de la structure de type Cu2MnAl. Les résultats électroniques indiquent que ces alliages ont un caractère métallique et conducteur, leurs moments magnétique Ru2MnNb, Ru2MnTa , Ru2MnV est calculé à 4,13 (μB). 4,12 (μB) 3,99 (μB) respectivement .Il s'est également avéré qu’ils sont élastiquement stable et ductile. Les propriétés thermodynamiques des alliages Ru2MnZ (Z=Nb,Ta,V), telles que la variation de volume (V), le module de compressibilité (B) et la température de Debye, la dilatation thermique (𝝰), la capacité spécifique (Cp) et la capacité thermique (Cv) ont été obtenues par le modèle quasi-harmonique de Debye. À la fin, la dépendance du coefficient de Seebeck (S), du facteur de puissance et de la valeur de mérite (ZT) au niveau de Fermi est examinée. Les mots clés : Full Heusler –GGA - Ferromagnétique- ductile –métallique. Abstract (en Anglais) : This study examines the structural stability and the various electronic, elastic, magnetic, thermodynamic and thermoelectric properties of Ru2MnZ (Z=Nb,Ta,V) alloys by the first principle method (FP-LMTO) based on the Density Functional Theory (DFT). Using the Generalized Gradient Approximation (GGA), it was found that the Ru2MnZ (Z=Nb,Ta,V) alloys are stable in the ferromagnetic (FM) state of the Cu2MnAl type- structure. The electronic results indicate that these alloys are metallic and conductive character, there magnetic moments of Ru2MnNb, Ru2MnTa , Ru2MnV were found to be 4.13 (μB) 4,12 (μB) 3,99 (μB) respectively. It also turned out that they are elastically stable and ductile. The thermodynamic properties of Ru2MnZ (Z=Nb,Ta,V) alloys , such as volume variation (V), compressibility modulus (B) and Debye temperature, thermal expansion (𝝰), specific capacity (Cp) and thermal capacity (Cv) were obtained by the quasi-harmonic Debye model. At the end the dependence of Seebeck coefficient (S), power factor and figure of merit (ZT) on the Fermi level are examined. Keywords : Full Heusler – GGA- Ferromagnetic -– Ductile – Metallic.
Contribution à l’étude de la stabilité thermique et de la vibration libre des nano-structures incorporée dans un milieu polymère
(2021-07-01) BOUKHATEM Fatima; Encadreur: HOUARI MOHAMMED Sid Ahmed; Co-Encadreur: HEIRECHE.H
Résumé (Français et/ou Anglais) : Ce travail a pour but essentiel de proposer un nouveau modèle analytique pour le calcul de la charge critique de flambement thermique et les fréquences naturelles en vibration des nanostructures incorporée dans un milieu élastique. On a proposé un modèle d'ordre supérieur de déformation de cisaillement pour prédire les déplacements au sein de la plaque afin de déterminer les charges critiques de flambement et les fréquences naturelles de vibration. Le principe d'Hamilton sera employé pour déterminer les équations d'équilibre du problème. L'analyse du problème s'effectuera par des méthodes numériques. Les résultats seront validés par des travaux de la littérature. Mots clés : Nanostructures, effet de cisaillement transverse, théorie non-locale, stabilité, vibration, fondation élastique. The main aim of this work is to propose a new analytical model for the calculation of the critical thermal buckling load and the natural frequencies in vibration of nanostructures incorporated in an elastic medium. A higher-order model of shear strain has been proposed to predict displacements within the plate to determine critical buckling loads and natural frequencies of vibration. Hamilton's principle will be used to determine the equilibrium equations of the problem. The analysis of the problem will be carried out by numerical methods. The results will be validated by work in the literature. Keywords: Nanostructures, transverse shear effect, non-local theory, stability, vibration, elastic foundation.
Contribution à l’étude des propriétés structurales, électroniques, élastiques, magnétiques et thermodynamiques des alliages Heuslers : Matériau prospectif pour spintronique.
(2022-10-06) BENADDI Fatiha; Encadreur: BELKHARROUBI Fadila; Co-Encadreur: AMERI Mohammed
الملخص (بالعربية) : في هذا البحث قدمنا دراسة نظرية للخصائص البنيوية، الإلكترونية ، المغناطيسية ، المرونية و الديناميك الحرارية في إطار نظرية دالية الكثافة الالكترونية ( DFT) ، للمركبات المعرفة باسم "كامل الهوسلر " : Mn2YGe مع Y يوافق العناصر الكيميائية ( Ir , Co,Ru ) الخصائص البنيوية، الالكترونية، المغناطيسية و المرونية للمركبات المدروسة تم حسابها باستعمال تقريب لطاقة التبادل- الارتباط ( Exc) وذلك باستعمال تقريب التدرج المعمم ( GGA-PBE ) لحساب الخصائص البنيوية والمرونية ، أما بالنسبة للخصائص الالكترونية والمغناطيسية فقد استعملنا تقريب التدرج المعمم مع التقريب المعدل ل Becki-Johsnon من اجل تحسين النتائج. تم تنفيذ هذه المحاكاة عن طريق حساب ab initio وذالك باستعمال طريقة أسلوب الموجات المستوية المتزايدة الخطية (FP-LAPW)،باستعمال البرنامج ‘‘ WIEN2K’’ .لدراسة الخصائص الديناميك الحرارية ، استعملنا البرنامج GIBBS الذي يعتمد على النموذج الشبه توافقي ل Debye قمنا بدراسة تأثير الضغط و درجة الحرارة للمركبات المدروسة من أجل درجة حرارة مابين 0 و K 1000 و ضغوط بين 0 و GPa5 . النتائج أظهرت أن هذه المركبات تمتاز بخاصية (نصف معدني) والتي تترجم بوجود سلوك معدني في مجال Upو أخر نصف ناقل داخل مجال Dn ، زيادة على ذالك تمتاز هذه المركبات بعزم مغناطيسي إجمالي يختلف عن الصفر وهو مايؤكد الخاصية الفيرمغناطيسية لهذه المكونات ، سمحت هذه الخصائص للمركبات أن تكون مرشحة لتطبيقات سبينترونيك وفضلتها للبحث التجريبي الكلمات المفتاحية : هوسلر , الخصائص المغناطيسية , النظرية الدالية للكثافة ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (en Français) : Ce manuscrit présente une étude modélisatrice, au sein du formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), des propriétés structurales, électroniques, magnétiques, élastiques et thermodynamiques des composés full-Heusler : Mn2YGe avec (Y = Ir, Co, Ru).Les propriétés structurales, élastiques ont été calculées avec l’approximation du gradient généralisé de Perdew- Burke-Ernzerhof (PBE-GGA), pour l’énergie d’échange-corrélation (Exc). Les propriétés électroniques et magnétiques des matériaux traités dans le cadre de cette thèse ont été obtenues en utilisant le potentiel d’échange modifié de Beke-Johnson combiné avec l’approximation du gradient généralisé (mBJ-GGA) pour améliorer les résultats. Cette simulation a été mise en œuvre par la méthode du calcul ab initio, en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées potentiel (FP-LAPW) implantées dans le code de WIEN2k. Les résultats électroniques ont révélé que ces trois 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 dans les spins minoritaires, ces composés sont ferrimagnétiques étant donné qu’ils possèdent un moment magnétique total entier non nul et avec un taux de polarisation en spin de 100% , ces caractères permettent aux composés d’être des candidats promoteur pour les applications spintroniques et favorisent les recherche expérimentales .Par ailleurs, les propriétés thermodynamiques ont été explorées avec le programme GIBBS qui s’est basé sur le modèle quasi-harmonique de Debye. Nous avons étudié l’effet de pression et de température des systèmes étudiés pour une température comprise entre 0 et 1000 K et pour des pressions entre 0 et 5 GPa. Les mots clés : Heusler , propriétés magnétiques , DFT ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : This manuscript presents a modeling study, within the formalism of the density functional theory (DFT), the structural ,electronic ,magnetic ,elastic and thermodynamic properties of full-Heusler compounds : Mn2YGe with (Y=Ir,Co,Ru). The structural, elastic properties were calculated with the approximation of the generalized gradient of Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE-GGA) ,for the exchange- correlation energy (Exc). The electronic and magnetic properties of the materials treated in this thesis have been obtained by using the modified exchange potential of Beke-Johnson combined with the approximation of the generalized gradient (mBJ-GGA) to improve the results .This simulation has been implemented by the method of the ab initio calculation ,the calculations are performed by the full-potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method ,implanted in the WIEN2K code. The electronic results revealed that these three compounds have a half-metal character which is distinguished by a metal behavior of the bands in the majority spins and the presence of an indirect energy gap in spins minority .These Heusler compounds are ferrimagnetic since they hold an integer non zero magnetic moment and a spin polarization ratio of 100 % , these character allowed compounds to be promoter candidates for spintronic applications and favored for experimental research .In addition, the thermodynamic properties have been explored with the GIBBS program that is based on the quasi-harmonic model of Debye.We have studied the pressure and temperature effect of the systems studied for the temperature between 0 and 1000 K and for pressures between 0 and 5 GPa. Keywords : Heusler , magnetic properties , DFT
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.
Développement massive de nouveaux matériaux par l’approche ab-initio couplé au datamining.
(2022-02-06) BOUBCHIR Mohammed Abdeldjallil; Encadreur: AOURAG Hafid; Co-Encadreur: BOUHAFS Bachir
Résumé (en Français) : Nous présentons dans ce travail une stratégie pour prédire de nouvelles pérovskites d'oxyde ayant le potentiel d'atteindre une conductivité ionique élevée pour des applications comme une pile à combustible à oxyde solide (SOFC). Nous utilisons une technique multivariée complète basée sur l'analyse en composantes principales (ACP) et les méthodes des moindres carrés partiels (PLS) afin d'identifier des règles de conception empiriques (énergies d'activation et de migration) pour des conducteurs ioniques stables. Parmi les 892 pérovskites d'oxyde hypothétiques testées, qui doivent encore être synthétisées expérimentalement, environ 150 composés peuvent présenter un potentiel intéressant comme conducteurs ioniques. Ces résultats peuvent servir de carte pour la conception d'électrolytes solides liés aux pérovskites. Nous avons prédit de nouveaux matériaux sur la base des certaines propriétés des éléments du tableau périodique ainsi que certaines fonctionnalités des pérovskites pour leurs utilisation dans des conditions extrêmes. Les mots clés : analyse en composante principal, pérovskites, inverse pérovskites, prédictions des propriétés. Abstract (en Anglais): We present in this work a strategy for predicting new oxide perovskites with the potential for achieving high ionic conductivity for applications as a solid oxide fuel cell (SOFC). We employ a throughout multivariate technique based the principal component analysis (PCA) and the partial least square methods (PLS) in order to identify empirical design rules (activation and migration energies) for stable ionic conductors. Among the 892 tested hypothetical oxide perovskites, which yet to be experimentally synthetized, ~150 compounds may exhibit an interesting potential as ionic conductors. These results may serve as a map for the design of perovskite-related solid electrolytes. We have predicted new materials based on certain properties of the elements of the periodic table as well as certain functionalities of perovskites for their use in extreme conditions.
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.
Etude ab initio des propriétés structurales, électroniques, magnétiques et thermoélectriques des matériaux Heusler quaternaires RbCaCZ (Z=P, As, Sb)
(2021-07-27) Gheriballah Slimane; Encadreur: Mesri Dalila; Co-Encadreur: BENHELAL Omar
Résumé (en Français) : Les calculs ab initio basés sur la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) à l'aide de la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total autocohérentes (FP-LAPW) ont été effectués pour explorer les structures électroniques, les propriétés magnétiques et thermoélectriques des alliages quaternaires RbCaCZ (Z = P, As , Sb) à structure de Heusler quaternaire. Les résultats ont montré que FM-Y3 est l'arrangement atomique le plus favorable. Tous les composés se révèlent être des matériaux ferromagnétiques semi-métalliques avec un moment magnétique entier de 2,00 μB, qui dérive principalement de la forte polarisation de spin de p canaux de C hybrides avec des éléments Z. Les bandes interdites minoritaires (semi-métalliques) prédites étaient de 1,86 (0,87), 1,72 (0,78) et 1,78 (0,71) eV pour Z = P, As et Sb, respectivement. Les propriétés thermoélectriques des matériaux RbCaCZ (Z = P, As, Sb) sont en outre calculées sur une grande variété de températures et on découvre que tous les composés présentent un facteur de mérite plus élevé. Les structures semi-métalliques de ces composés avec de grandes bandes interdites et des coefficients Seebeck adéquats signifient qu'ils conviennent pour une utilisation dans des applications de dispositifs spintroniques et thermoélectriques. Les mots clés : la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) ; la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total autocohérentes (FP-LAPW) ; thermoélectriques. Abstract (en Anglais) : The ab initio calculations based on the density functional theory (DFT) using the self-consistent full potential linearized augmented plane wave (FPLAPW)method were performed to explore the electronic structures, magnetic and thermoelectric properties of quaternary alloys RbCaCZ (Z = P, As, Sb) with quaternary Heusler structure. Results showed that FM-Y3 is the most favorable atomic arrangement. All the compounds are found to be half-metallic ferromagnetic materials with an integer magnetic moment of 2.00 μB, which predominantly derives from the strong spin polarization of p channels of C hybridized with Z elements. The predicted minority (half-metallic) band gaps were found to be 1.86 (0.87), 1.72 (0.78), and 1.78 (0.71) eV for Z = P, As, and Sb, respectively. Thermoelectric properties of the RbCaCZ (Z = P, As, Sb) materials are additionally computed over an extensive variety of temperature and it is discovered that all compounds demonstrates higher figure of merit. The halfmetallic structures of these compounds with large band gaps and adequate Seebeck coefficients mean that they are suitable for use in spintronic and thermoelectric device applications. Keywords : density functional theory (DFT); full potential linearized augmented plane wave (FPLAPW); thermoelectric
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.
Etude Ab-Initio des Propriétés Structurales, Electroniques, Elastiques Et Thermoélectriques Des Matériaux Magnétiques : Cas Du Composé Sr2TiCoO6
(2021-07-01) BLAHA Lamia Farah; Encadreur: ROZALE Habib
Résumé (Français) : En utilisant un calcul ab initio dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) implémentée dans le code Wien2k., la méthode des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW) a été utilisée pour étudier les propriétés structurales, élastiques, électroniques, magnétiques et thermoélectriques de la double pérovskite Sr2TiCoO6 avec l’approximation de gradient généralisée (GGA) et mBJ+GGA. Les résultats que nous avons obtenus ont montré que le composé Sr2TiCoO6, est stable dans la phase ferromagnétique (FM) Pour les propriétés électroniques nos résultats indiquent que le composé étudié possède un caractère demi-métallique avec une polarisation de spin P=100% au niveau de Fermi et un gap d’énergie indirect. Pour les propriétés magnétiques le moment magnétique total a été principalement dû au moment magnétique du métal de transition Co. Les propriétés élastiques nous ont permis de démontrer la stabilité mécanique du composé étudié. Les propriétés thermoélectriques nous ont montré que ce dernier peut être utilisé comme source d’énergie à basses et à hautes température avec un rendement très élevé. Résumé (Anglais) : Using first-principle calculations within the framework of density functional theory (DFT) as implemented in the Wien2k code, the full-potential linearized augmented plane-wave (FP-LAPW) method have been performed to investigate structural, elastic, mechanical, magneto-electronic, and thermoelectric properties of the double perovskite Sr2TiCoO6 within both the generalized gradient approximation (GGA). and mBJ+GGA The obtained results showed that Sr2TiCoO6 is stable in the ferromagnetic phase (FM). Electronic properties indicate that this compound has a Half-metallic character with a spin polarization P = 100% at the Fermi level and an indirect gap. For magnetic properties the total magnetic moment was mainly due to the magnetic moment of the transition metal Co. The elastic properties demonstrate the mechanical stability of the compound studied. Thermoelectric properties showed that the studied double perovskite can be used as a low and high temperature energy source with a very high efficiency..
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.
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 de premiers principes des propriétés structurales, élastiques, magnéto-électroniques et thermoélectriques des matériaux half-Heusler RhCrZ (Z=Si, Ge, P, As).
(2021-10-12) AMRANI Badia; Encadreur: CHAHED Abbes
الملخص (بالعربية) : بالاعتماد على نظرية دلية الكثافة ، تمت دراسة الخصائص البنيوية، الإلكترونية،، المغناطيسية و الكهروحرارية لمركبات هيسلر . أجريت الحسابات على طريقة الأمواج المستوية الخطية باستخدام برنامج ، لأجل حساب كمون التبادل-ارتباط تم استخدام تقريب التدرج المعمم . أظهرت الحسابات أن البنية الأكثر توازنا للمركبات الثلاثة هي بنية النوع  + فيرومغناطيسية. كما بينت الحسابات أن جميع المركبات المدروسة على أنها مواد فيرومغناطيسية نصف معدنية ذات عزم مغناطيسي 2 كامل . دراسة الخصائص الكهروحرارية أثبتت أن هذه المركبات تمتلك خصائص حرارية عالية مما يعني أنها مناسبة في تطبيقات الأجهزة الكهروحرارية الكلمات المفتاحية : الخصائص البنيوية،الآلكترونية،المغناطيسية و الكهروحرارية؛مركبات هيسلر. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (en Français) : La structure électronique, les propriétés magnétiques et thermoélectriques des alliages demi- Heusler RhCrZ (Z = Si, Ge, P, As) ont été calculées en utilisant les premiers principes de la méthode FPLAPW dans l'approximation du gradient généralisé (GGA). Dans tous les composés, la structure de configuration stable de type  + FM était énergétiquement plus favorable que les structures de type  et de type . Les propriétés élastiques montrent que tous nos composés sont à caractère ductile. Nos calculs ont montré que tous les composés RhCrZ (Z = Si, Ge, P, As) sont des ferromagnétiques demi-métalliques (HMF). Le moment magnétique de spin total par unité de formule en µB suit la règle tot = Ztot -18. La demi-métallicité s'avère robuste par rapport à la compression hydrostatique et tétragonale du réseau. En outre, les propriétés de transport du matériau révèlent des résultats fructueux. Ces matériaux présentent une valeur élevée du coefficient Seebeck et du facteur de puissance avec les valeurs de température ambiante. Les mots clés : Alliages Heusler, Structure électronique, propriétés mécaniques, propriété magnétiques. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : We use the first-principles-based density functional theory with full potential linearized augmented plane wave method in order to investigate the structural, elastic, electronic, magnetic and thermoelectric properties of RhCrZ (Z= Si, Ge, P, As) Half-Heusler compounds. The preferred configurations of the RhCrZ alloys are all in type . The structural parameters are in good agreement with the available theoretical results. The elastic constants Cij confirm their stability in the cubic phase and demonstrate their ductile nature. These compounds RhCrSi, RhCrGe, RhCrP and RhCrAs are found to be halfmetallic ferrimagnets (HMFs). The half-metallicity of RhCrZ (Z= Si, Ge, P, As) compounds can be kept in a quite large hydrostatic strain and tetragonal distortion. Thermoelectric properties of the RhCrZ (Z= Si, Ge, P, As) materials are additionally computed over an extensive variety of temperatures and it is discovered that RhCrAs demonstrates higher figure of merit than RhCrSi, RhCrGe and RhCrP. The properties of half-metallicity and higher Seebeck coefficient make this material a promising candidate for thermoelectric and spintronic device applications. Keywords : Heusler alloys, Electronic structures, Magnetic properties, Mechanical properties
Etude de premiers principes des propriétés structurales, électroniques, optiques et thermoélectriques des matériaux pérovskites
(2022-06-29) Bousahla Mohammed Alaa; Encadreur: Kachai Houari
Résumé (en Français) : Les propriétés optoélectroniques et l'efficacité de conversion de puissance élevée font des pérovskites aux halogénures de plomb un matériau idéal pour les applications de cellules solaires. Cependant, la nature toxique du plomb et l'instabilité des cations organiques limitent leurs utilisation et leurs commercialisation. En suggérant une alternative, nous présentons nos calculs de principes premiers basés sur DFT de A2PdBr6 (A = K, Rb et Cs) en utilisant les approximations très acclamées de Becke Johnson modifiées (mBJ) et hybrides fonctionnelles (HSE). Nous rapportons une forte absorption optique dans la région visible avec une petite masse effective et une bande interdite indirecte de 1,84, 1,53 et 1,54 eV pour K2PdBr6, Rb2PdBr6 et Cs2PdBr6, respectivement. Nos résultats suggèrent que Rb2PdBr6 et Cs2PdBr6 sont des composés appropriés pour des applications en tant que couches d'absorption de la lumière de cellules solaires à pérovskite. De plus, le facteur de mérite thermoélectrique calculé indique leur utilisation possible dans des dispositifs à énergie thermoélectrique. Les mots clés : pérovskite- optoélectroniques- cellules solaires Abstract (en Anglais) : Optoelectronic properties and high power conversion efficiency make lead halide perovskites an ideal material for solar cell applications. However, the toxic nature of lead and the instability of organic cations limit their use and commercialization. Suggesting an alternative, we present our DFT-based first principles calculations of A2PdBr6 (A = K, Rb, and Cs) using the highly acclaimed modified Becke Johnson (mBJ) and hybrid functional (HSE) approximations. We report on a strong optical absorption in the visible region with small effective mass and indirect band gap of 1.84, 1.53, and 1.54 eV for K2PdBr6, Rb2PdBr6, and Cs2PdBr6, respectively. Our results suggest that Rb2PdBr6 and Cs2PdBr6 are suitable compounds for applications as light absorption layers in perovskite solar cells. Also, the calculated thermoelectric figure of merit indicates their possible use in thermoelectric energy devices. Keywords : Optoelectronic- halide perovskites- HSE
Etude des différentes propriétés électroniques et optiques des couches minces des oxydes transparents conducteurs (TCO) de type délafossite.
(2021-04-11) ABABOU ABIR; Encadreur: CHIKER FAFA
الملخص (بالعربية) : يتعلق موضوع الأطروحة بدراسة الخصائص البنيوية الكهروحرارية الالكترونية والخصائص البصرية للأكاسيد الشفافة الناقلة و الموصلة من النوع AgInO2 و AgYO2 باستخدام طريقة FP-LAPW (DFT). وقد أثارت هذه المواد مؤخرا قدرا كبيرا من الاهتمام في مجتمع علم المواد ، المعطيات البنيوية المستنتجة للمواد الاثنين في اتفاق جيد مع البيانات النظرية المتاحة ودراسة البنية الالكترونية اثبت أن هده المركبات المختارة تمتلك نطاق محظور غير مباشر (M - Γ) و أن التوصيل الكهربائي البصري ل- AgYO2هو أكثر تباينا من AgInO2، وقد تمت دراسة خصائص الرقائق و الطبقات البصرية لكل من AgInO2 وAgYO2 و تم تحليل أطياف الانعكاس البصري لكلا المواد AgInO2 و AgYO2 و النتائج كشفت أن هذه المركبات هي أشباه موصلات شفافة ، تم أيضا حساب الخصائص الحرارية الفيزيائية لكلا المركبين عن طريق النموذج الشبه المتناسق الذي نفذ في برنامج جيبز باستخدام رمز BoltzTraP و دراسة الخصائص الكهروحرارية ل-AgInO2 و AgYO2 كشفت عن أن AgYO 2 و AgInO2 لها خصائص جد مثيرة للاهتمام ، بما في ذلك القيمة الحرارية العالية لعامل الجدارة، والتي تجعلها مواد واعدة للتطبيقات المستقبلية للأجهزة الكهروحرارية. الكلمات المفتاحية: الخصائص البنيوية الكهرو حرارية ؛ البنية الالكترونية ؛ لتوصيل الكهربائي البصري أطياف الانعكاس البصري ؛ نظرية الكثافة الوظيفية ; الخصائص الكهرو حرارية, ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (en Français) : Le sujet de la thèse concerne l’étude des propriétés de la structure électronique, des propriétés thermoélectriques et des fonctions optiques des oxydes transparents conducteurs de type délafossites AgInO2 et AgYO2 dans la phase hexagonale 2H en utilisant la méthode FP-LAPW dans le formalisme de la théorie de fonctionnelle de densité(DFT) et l'approximation GGA-PBE pour le choix du potentiel d’échange-corrélation. Ces matériaux ont révélé récemment beaucoup d’intérêt dans la communauté des sciences des matériaux, les paramètres structuraux déterminés des deux matériaux sont en bon accord avec les données théoriques disponibles et les calculs de structure de bande des composés choisis montrent que ces deux matériaux possèdent une bande interdite indirecte (M-Γ) ,La conductivité optique de l'AgYO2 est plus anisotrope que celle de l'AgInO2, les caractéristiques de revêtement optique des films minces d’AgInO2 et AgYO2 ont été calculées l'analyse des spectres de réflexion optique des films minces AgInO2 et AgYO2 révèle que ces composés sont des semi-conducteurs transparents , Les propriétés thermo physiques des deux composés ont été calculées via le modèle quasi-harmonique de Debye mis en oeuvre dans le programme GIBBS et à l'aide du code BoltzTraP l’étude des propriétés thermoélectriques d’AgInO2 et AgYO2révèlent que les délafossites AgInO2 et AgYO2 possèdent des caractéristiques attrayantes, y compris la valeur thermoélectrique élevée du facteur de mérite, qui en font des matériaux prometteurs pour les futures applications de dispositifs thermoélectrique . Les mots clés : structure électronique, propriétés thermoélectriques, des oxydes transparents conducteurs, films minces, Les propriétés thermo physiques, délafossites. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : The subject of the thesis concerns the study of the properties of the electronic structure, thermoelectric properties and optical functions of transparent conducting oxides of the délafossite type AgInO2 and AgYO2 in the 2H hexagonal phase using the FP-LAPW method in the formalism of the Density Functional Theory (DFT) and the GGA-PBE approximation for the choice of the exchange-correlation potential. These materials have recently revealed much interest in the materials science community, the determined structural parameters of the two materials are in good agreement with the available theoretical data and the band structure calculations of the selected compounds show that these two materials possess a indirect band gap (M-Γ), The optical conductivity of AgYO2 is more anisotropic than that of AgInO2, the optical coating characteristics of the thin films of AgInO2 and AgYO2 were calculated analysis of optical reflection spectra thin films AgInO2 and AgYO2 reveals that these compounds are transparent semiconductors, The thermo physical properties of the two compounds were calculated via the Debye quasi-harmonic model implemented in the GIBBS program and using the BoltzTraP code the study of the thermoelectric properties of AgInO2 and AgYO2 reveals that the délafossite AgInO2 and AgYO2 have attractive characteristics, including The high thermoelectric value of the figure of merit makes them promising materials for future thermoelectric device applications. Keywords : properties of the electronic structure , thermoelectric properties , optical functions of transparent conducting oxides , délafossite , optical coating characteristics, thin films.
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 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.
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 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.