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

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Contribution à l’étude des propriétés structurales, électroniques, élastiques et thermodynamiques des alliages Heusler Ni2LaZ (Z=As, Sb et Bi) : Méthode AB-initio
(2020-09-21) MOUSSALI Amal; Encadreur: AMERI Mohammed
Résumé (en Français) : Résumé Dans ce travail, Nous avons étudié les propriétés structurales, électroniques, élastiques, magnétiques et thermodynamiques des alliages Heusler à base des terres rares Ni2LaZ (Z= As, Sb et Bi) en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LMTO) couplée avec l’approximation de la densité du gradient généralisé (GGA) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Nous avons prédit les propriétés structurales telles que le paramètre de maille, le module de compressibilité et leur dérivée. Les structures de bandes calculées montrent que Ni2LaAs, Ni2LaSb and Ni2LaBi sont des alliages à caractère métallique. En utilisant la variation de l’énergie totale en fonction de contraintes appliquées, nous avons calculé les constantes élastiques pour les trois alliages Heusler. A l’aide de model quasi-harmonique de Debye, nous avons déterminé les propriétés thermodynamiques des alliages Heusler Ni2LaZ (Z=As, Sb et Bi) dans la gamme des températures allant de (0 à 1200 K) et la gamme des pressions (0-50 GPa). Les mots clés : Heusler ; GGA; élastiques; GIBBS. Abstract (en Anglais) : In this work, we have studied structural, electronic, elastic and thermodynamic properties of Ni2LaZ (Z= As, Sb and Bi) Heusler alloys based on rare-earth element using full-potential linear muffin-tin orbital (FP-LMTO) method within generalized gradient approximation (GGA) in the frame of density functional theory (DFT). We have predicted the structural properties par for each alloy. Band structure calculations show that Ni2LaAs, Ni2LaSb and Ni2LaBi are metallic alloys. By using total energy variations as a function of strain, we have calculated the independent elastic constants for the three alloys. Using a quasi-harmonic Debye model, the thermodynamic prop¬erties of Ni2LaZ (Z=As, Sb and Bi) Heusler alloys are investigated in a wide temperature range (0–1200 K) and pressure range (0–50 GPa). Keywords : DFT; alloys; Debye temperature; band structures.
Étude des propriétés structurales, électroniques et optiques de l’alliage quaternaire quadratique GaAlAsP par la méthode ab-initio
(2016-11-17) Moussa Rabah; Encadreur: Abdiche Ahmed; Co-Encadreur: Boucif ABBAR
Résumé (Français et/ou Anglais) : Dans le cadre de ce mémoire, nous avons réalisé avec succès une étude théorique sur les alliages III – V de la table périodique, en phase cubique tels que les ternaires GaAs1-xPx, Ga1-xAlxP, Ga1-xAlxAs et AlAs1-xPx ainsi que l’alliage quaternaire Ga1-xAlxAs1-yPy avec leur constituants GaAs, GaP, AlAs et AlP. Notre travail est basé sur une prédiction théorique des propriétés structurales, électroniques et optiques à pression ambiante et sous l’effet de pression hydrostatique des matériaux précédents. Pour atteindre cette objective, nous avons utilisé le code de calcule WIEN2k, avec la méthode des ondes planes augmentées et linéarisée (FP – LAPW) dans le formalise de la théorie fonctionnelle de la densité (D. F. T). Le potentiel d’échange et corrélation est traité par les différentes approximations de Perdew – Burke – Ernzerhof (PBE – GGA), approximation de la densité locale de Perdew et Wang (PW – LDA), Perdew et al (PBEsol – GGA), Wu – Cohen (WC – GGA) en plus l’approche du potentiel modifie de Beck – Johnson (TB – mBJ) a été aussi utilisée. La dépendance en composition des propriétés structurales, électroniques à savoir le paramètre de maille, le module de compressibilité et l’énergie de gap ont été analysés. Une déviation par rapport à linéarité a été observée pour les paramètres de maille et les modules de compressibilité en fonction de la composition. Les valeurs de la structure de bande des matériaux ont été considérablement améliorées par utilisation de l’approximation récente (TB – mBJ) dont les résultats obtenus sont très proches aux donnés l’expérimentales. Cependant, et sous l’effet de la pression hydrostatique nous avons remarqué des transitions entre gap direct et gap indirect dues changement des positions des bandes permises. Les spectres correspondants aux propriétés optiques montrent un écart vers les énergies élevées avec une augmentation dans leurs amplitudes quand la pression est appliquée. En revanche, à la pression ambiante l’indice de réfraction et la constante diélectrique ont été déterminés par méthode (FP – LAPW) et avec d’autres modèles théoriques et empiriques qui sont en accord avec l’expérimentale.
Etude propriétés physiques des nanostructures fabriquée à partir des matériaux avancés.
(2020-12-21) Moussa Bellal; Encadreur: Houari Heireche; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Anglais : In the present work, the buckling behavior of a single-layered graphene sheet (SLGS) embedded in visco-Pasternak’s medium is studied using nonlocal four-unknown integral model. This model has a displacement field with integral terms which includes the effect of transverse shear deformation without using shear correction factors. The visco-Pasternak’s medium is introduced by considering the damping effect to the classical foundation model which modeled by the linear Winkler’s coefficient and Pasternak’s (shear) foundation coefficient. The SLGS under consideration is subjected to compressive in- plane edge loads per unit length. The influences of many parameters such as nonlocal parameter, geometric ratio, the visco-Pasternak’s coefficients, damping parameter, and mode numbers on the buckling response of the SLGSs are studied and discussed. Keywords: Non-uniform buckling; four-unknown integral model; nonlocal elasticity theory; visco-Pasternak’s medium Français : Dans le présent travail, le comportement de flambage d'une feuille de graphène monocouche (SLGS) incorporée dans le milieu de visco-Pasternak est étudié en utilisant un modèle intégral non local à quatre inconnues. Ce modèle possède un champ de déplacement à termes intégraux qui inclut l'effet de la déformation de cisaillement transverse sans utiliser de facteurs de correction de cisaillement. Le milieu visco-Pasternak est introduit en considérant l’effet d’amortissement du modèle de fondation classique modélisé par le coefficient de Winkler linéaire et le coefficient de fondation de Pasternak (cisaillement). Le SLGS considéré est soumis à des charges de compression dans le plan par unité de longueur. Les influences de nombreux paramètres tels que le paramètre non local, le rapport géométrique, les coefficients de visco-Pasternak, le paramètre d'amortissement et les numéros de mode sur la réponse de flambement des SLGS sont étudiés et discutés. Mots-clés: flambage non uniforme; modèle intégral à quatre inconnus; théorie de l'élasticité non locale; le support de visco-Pasternak
Propriétés structurales et physiques des composés intermétalliques de type Re3Pd2Sn2
(2022-02-16) MOUNIS Noureddine; Encadreur: MAACHOU Mohamed
Résumé (en Français) : En utilisant la méthode FP-LAPW (Full Potential Linearized Augmented Plan Wave) basée sur la théorie de la densité fonctionnelle (DFT) implémentée dans le code Wien2k, les propriétés structurelles, électroniques et magnétiques des composés intermétalliques Re3Pd2Sn2 (Re=Yb, Eu) sont calculées. L'approximation de densité locale (de spin) L(S)DA et L(S)DA+U sont utilisées dans le terme de corrélation d'échange pour calculer les paramètres de réseau, le module de compressibilité et sa dérivée. La constante d'interaction de Coulomb U est obtenue en utilisant la méthode DFT contrainte pour les ions Yb et Eu. Les fonctionnels hybrides (HF), en tant que méthode utile pour les systèmes fortement corrélés, ont été utilisés pour calculer la densité d'états (DOS) et les propriétés magnétiques. Nous trouvons un bon accord entre les propriétés structurales calculées et les propriétés expérimentales. La densité d'états montre le comportement métallique des deux composés. Nous trouvons que le composé Eu3Pd2Sn2 est magnétiquement ordonné, alors que le composé Yb3Pd2Sn2 ne l'est pas. Les mots clés : DFT, composés intermétalliques Re3Pd2Sn2, les propriétés structurelles Abstract (en Anglais) : Using the full Potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method based on functional density theory (DFT) implemented in Wien2k code, structural, electronic and magnetic properties of intermetallic compounds Re3Pd2Sn2 (Re]Yb, Eu) are calculated. The local (spin) density approximation L(S)DA and L(S)DA þ U are used in the exchange-correlation term to compute lattice parameters, bulk modulus and its first derivative. The Coulomb interaction constant U is obtained using constrained DFT method for both Yb and Eu ions. The hybrid functionals (HF) as a useful method for strongly correlated systems was used to calculate density of states (DOS) and magnetic properties. We find good agreement between calculated structural properties and experimental ones. The density of states DOS shows metallic behavior for both compounds. We find that the Eu3Pd2Sn2 compound is magnetically ordered, whereas the Yb3Pd2Sn2 compound is not. Keywords : Intermetallic compounds ,Yb3Pd2Sn2, Eu3Pd2Sn2, DFT, Effective U
Étude ab-initio du ferromagnétisme dans les chalcogénures de métaux de transition demi-métalliques de type CrX (X = S, Se, Te)
(2019-02-12) MOULKHALOUA Hind; Encadreur: BOUHAFS Bachir
Résumé (en Français) : En utilisant la méthode des ondes planes augmentées à potentiel total plus des orbitales locales (FP-LAPW), dans l'approximation du gradient généralisé (GGA) et GGA + U (correction Hubbard) ainsi que l'approche de Becke-Johnson modifiée (mBJ-GGA et mBJ-GGA + U), nous avons mené une étude systématique des propriétés structurales, électroniques et magnétiques des composés CrS, CrSe et CrTe dans différentes phases concurrentes: CsCl, NaCl, NiAs, zinc-blende (ZB), et wurtzite (WZ). Nous avons obtenu des gaps demi-métalliques (HM) de 1,35 (2,32), 1,65 (2,49) et 1,52 (1,80) pour les composés CrS, CrSe et CrTe, respectivement, dans la phase ZB avec l’approche GGA + U (mBJ-GGA + U). Les gaps HM sont de 1,78, 2,11 et 1,53 pour les composés CrS, CrSe et CrTe, respectivement, dans la phase WZ en utilisant GGA + U. Notamment, CrSe et CrTe en utilisant l'approche mBJ-GGA + U sont des demi-semiconducteurs (HSC) dans la phase WZ. Les gaps HSC sont respectivement de 0,94 et 0,25 eV pour les composés CrSe et CrTe, tandis que CrS a un gap HM de 2,30 eV. Nous avons observé une transition HSC-HM pour les structures cristallines CrSe et CrTe lors de l'application d'une contrainte. Les composés CrS, CrSe et CrTe ont un moment magnétique total de 4.0 μB par unité de formule, le magnétisme provenant principalement de l'ion Cr. Les principales caractéristiques observées à partir de la densité d'états et de l'évolution des contraintes devraient motiver davantage l'exploration expérimentale sur l'application possible des composés CrS, CrSe et CrTe pour des applications spintroniques. Les mots clés : Théorie fonctionnelle de la densité; Ferromagnétisme ; Demi-métaux; Demi-semiconducteurs ; Métaux de transition. Abstract (en Anglais) : Using full-potential linear-augmented plane waves plus local orbitals (FP-LAPW) method, within the generalized gradient approximation (GGA) and GGA +U (Hubbard Coulomb onsite correction) as well as the modified Becke-Johnson approach (mBJ-GGA and mBJ-GGA +U), we have carried out a systematic investigation of the structural, electronic, and magnetic properties of CrS, CrSe, and CrTe compounds in different competing phases: the CsCl, NiAs NaCl, zinc-blende (ZB) and wurtzite (WZ) structures. We obtained half-metallic (HM) gaps of 1.35 (2.32), 1.65 (2.49), and 1.52 (1.80) for the CrS, CrSe, and CrTe compounds, respectively, in the ZB phase within the GGA +U (mBJ-GGA +U) approach. The HM gaps are 1.78, 2.11, and 1.53 for CrS, CrSe, and CrTe compounds, respectively, in the WZ phase using the GGA +U. Notably, the CrSe and CrTe using the mBJ-GGA +U approach are a half-semiconductor (HSC) in the WZ phase. The HSC gaps are 0.94 and 0.25 eV for CrSe and CrTe compounds, respectively, while CrS has a HM gap of 2.30 eV. We observed a HSC-to-HM transition for the CrSe and CrTe crystal structures on application of strain. The CrS, CrSe, and CrTe compounds have a total magnetic moment of 4.0 μB per formula unit with the magnetization predominantly from the Cr ion. The main features observed from the density of states and strain evolution should motivate further experimental exploration on the possible application of the CrS, CrSe, and CrTe compounds for spintronic applications. Keywords : Density functional theory; Ferromagnetism; Half-metals; Half-semiconductors; Transition metals.