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

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Une étude de premier principe des propriétés structurales, mécaniques, électroniques et magnétiques d'une nouvelle série des alliages quaternaires d’Heusler CoFeMnZ avec (Z = Si, As et Sb).
(2015-12-03) ELAHMAR Mohamed Hichem; Encadreur: RACHED Djamel; Co-Encadreur: SEHIL Mohamed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Français : Les propriétés structurales, mécaniques, électroniques et magnétiques de la série des alliages Heusler CoFeMnZ avec (Z = Si, As, et Sb) ont été étudiées théoriquement. L'objectif est de chercher des nouveaux matériaux ferromagnétiques, demi-métalliques stable avec des températures de Curie plus élevées que la température ambiante. La série de CoFeMnZ (Z = Si, As et Sb) présentent un caractère ferromagnétique demi-métallique avec un moment magnétique élevé dont ladomination du moment magnétique du Mn. A la fin, il à été observé que tous les composés ont des températures de Curie élevées avec des polarisations de spin élevé. Anglais : The structural, mechanical, electrical and magnetic series of Heusler alloys with CoFeMnZ (Z = Si, As, and Sb) were theoretically investigated. The objective is to look for new ferromagnetic materials, semi-metallic steady with higher Curie temperatures than room temperature. Series CoFeMnZ (Z = Si, As and Sb) have a half-metallic ferromagnetic character with a high magnetic moment ladomination which the magnetic moment of Mn. At the end, it has been observed that all the compounds have high Curie temperatures with high spin polarization.
Half-metallic properties for the Ti2YZ(Y=Fe,Co,Ni; Z=Al,Ga,In) Heusler alloys: A first principles study
(2018-12-20) Drief Mohammed; Encadreur: Benkhattou Nour-Eddine; Co-Encadreur: Rached Djamel
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé: Dans ce travail, nous avons performé un calcul théorique en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), implémenté dans le code wien2k avec l’approche GGA, pour déterminer les propriétés structurales, mécaniques, électroniques et magnétiques des composés alliages Heusler-complet Ti2YZ (Y=Fe,Co,Ni ;Z=Al,Ga,In), elle sont plus favorable dans la phase Hg2CuTi -type noté L21-type plus précisément ferrimagnétique. Ces caractères permis les composés d’être des candidats promoteur pour les applications spintronique et favorisé le pour les recherche expérimental. Abstract: In this work, we performed a theoretical calculation using the linear potential augmented linearized total potential wave (FP-LAPW) method based on density functional theory (DFT), implemented in the code wien2k with the approach GGA, to determine the structural, mechanical, electronic and magnetic properties of the Full-Heusler Ti2YZ (Y = Fe, Co, Ni, Z = Al, Ga, In) alloy compounds, it is more favorable in the Hg2CuTi-type phase noted L21-type more precisely ferromagnetic. These characters allowed the compounds to be promoter candidates for spintronic applications and favoured it for experimental research.
Electronic Structure and Magnetic Properties in Perovskite-Related Materials
(2015-06-09) DJERMOUNI Mostefa; Encadreur: ZAOUI Ali
Résumé (Français) : Cette thèse étude la relation entre la composition, la structure et les propriétés, dans les matériaux perovskites et leurs alliages. Notre recherche a été basée sur les composés perovskites parents SrTiO3, LaCoO3, BiCoO3 et les perovskites inverse RRh3C (R: Terre rare). Nous avons présenté une étude théorique sur les matériaux solides choisis à l’aide d’une méthode ab initio basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Cette thèse est subdivisée en trois travaux majeurs. Le premier travail est intitulé “Les défauts dans les perovskites: SrTiO3−x”; le second travail est intitulé “L’alliage perovskite: Bi1−xLaxCoO3”; et le troisième travail est intitulé “Anti-perovskites: RRh3C”. Les principaux résultats de la thèse sont: • Dans la première investigation, nous avons effectué une étude détaillée de propriétés structurales et électroniques du composé en bulk SrTiO3; ainsi que les propriétés de défauts lacunaires monoatomique et diatomique du SrTiO3−x en utilisant la méthode de premier principe LDA. La suppression d’un atome d’oxygène dans la maille conventionnelle fait réduire la valence de titane du Ti4+ à Ti3+ et remplace deux octaèdres avec deux pyramides carrés. La similarité des orbitales t2g(xy, xz, yz) de la fonction d’onde du défaut avec tous les atomes de Ti dans la supercellule confirme l’existence d’une conductivité ionique dans le SrTiO3−x. Cependant, la contribution des états profonds eg(3z2 − r2) dans la fonction d’onde du défaut confirme la conductivité électronique. Le SrTiO3−x est donc considéré comme étant un conducteur mixte “électronique-ionique”. • Dans le second travail, en utilisant la méthode de premier principe DFT et le calcul LSDA+U, nous avons effectué une investigation approfondie de l’état fondamental structurale et magnétique des perovskites fortement corrélés BiCoO3, LaCoO3 et leurs alliages Bi1−xLaxCoO3. Dans la stabilité structurale de l’alliage, nous avons trouvé une transition fortement discontinue entre la phase quadratique et la phase rhomboédrique à x = 0, 345. Cette transition structurale est associée à une transition magnétique de l’état magnétique HS à l’état non-magnétique LS. • Dans le dernier travail, nous avons effectué un calcul DFT pour des composés intermétalliques anti-perovskites (perovskites inverses) RRh3C (R = terre rare: La-Gd). A travers le calcul de la structure de bande, la densité d’états et la densité de charge de valence, nous avons trouvé qu’une liaison covalente a été créé par l’hybridation entre l’orbitale t2g de l’atome Rh et les états p − px, py du carbon. En outre, l’orbitale d de Rh (electron) crée avec l’atome C une liaison covalente Rh-C et les autre électrons de cette orbitale participent à la liaison métallique avec les atomes de terre rares. Ce caractère particulier est absent dans les pérovskites conventionnelles, ce qui rend les propriétés des anti-pérovskites différentes. Mots-clés: Théorie de la fonctionnelle de la densité, structure électronique, LSDA+U, structure pérovskite, transition de phase, stabilité structurale, structure magnétique. Abstract (Anglais) : This thesis deals with interconnections between composition, structure and properties, in materials like perovskites and alloys. Our investigations have been based on the bulk materials such as SrTiO3, LaCoO3, BiCoO3, and inverse perovskites RRh3C. We have presented a theoretical study of selected solids using ab inition methods based on the density functional theory (DFT). This thesis is subdivided into three major works. The first work is entitled “Defect in Perovskite: SrTiO3−x”, the second work is entitled “Perovskite alloy: Bi1xLaxCoO3” and the third work is entitled “Anti Perovskites : RRh3C”. The main results of the thesis are: • In the first work, we have performed a detailed investigation of the structural and electronic properties of single and double oxygen vacancy defects in bulk SrTiO3 using first principles LDA method. Removal of one oxygen atom from the lattice reduces two Ti4+ atoms to Ti3+ atoms and replaces two octahedra with two square-pyramids. The similarity of t2g orbitals (xy, xz, yz) in the defect wavefunction of all Ti atoms of the supercell confirms the existence of an ionic conductivity in the SrTiO3x. However, the contribution of deep eg (3z2−r2) in defect wavefunction confirms the electronic conductivity. SrTiO3 is thus considered a mixed electronic-ionic conductor. • In the second work, using the first-principles DFT method and LSDA+U calculations, we have performed a detailed investigation on the structural and magnetic ground states of strongly correlated perovskites, BiCoO3, LaCoO3 and their alloys Bi1−xLaxCoO3. We have found that the structural stability of this alloy between tetragonal-AFM-C and rhombohedral-NM undergoes a strongly discontinuous transition between a Tetragonal-phase and a Rhombohedral-phase at x ≃ 0.345, this structural transition is associated with a spin state transition from HS magnetic state to LS nonmagnetic state. vi • In the last work, we have performed the first-principles DFT calculations for intermetallic antiperovskites (inverse perovskites) RRh3C (R = rare earth: La-Gd) compounds. From the calculated band structures, densities of states and valence charge densities, the hybridization between d − t2g of Rh ion and p − px, py of C atom creates a covalent bonding. Also, the d orbital (electron) of Rh creates the Rh-C bonding with C atom, and other electrons participate to metallic bonding with rare earth atoms. This particular result is absent in the conventional perovskites materials which make the properties of antiperovskites different. Keywords: density functional theory, electronic structure, LSDA+U, perovskite structure, phase transition, structural stability, magnetic structure.
Structure électronique des matériaux ferromagnétiques de type pérovskite double: Étude par la technique DFT+U
(2018-06-25) DJEFAL Abdelkader; Encadreur: BOUHAFS Bachir
Résumé (Français et/ou Anglais) : Using first-principle calculations within the framework of density functional theory (DFT), the full-potential linearized augmented plane-wave (FP-LAPW) method have been performed to investigate structural, electronic and magnetic properties of the double perovskite Ca2CoMoO6 and Ca2MnMoO6 within both generalized gradient approximation (GGA) and GGA + U (Hubbard Coulomb onsite correction) were considered. The structural stability ,magnetic ordering were reported on double perovskite Ca2CoMoO6 ,our calculation reveal that the compound is half-metallic (HM) and half semiconductor (HSC) ferromagnetic (FM) semiconductor in the monoclinic structure (P21/n) with a total magnetic moment of 6.0 (μB) using GGA-PBE and GGA-PBE+U. Using the Vampire code, an estimation of exchange couplings and magnetic Curie temperature were calculated. In the other hand, an investigation of structural, electronic and magnetic properties of Ca2MnMoO6 compound were performed, different spin configurations (ferromagnetic (FM), ferrimagnetic (FiM), and antiferromagnetic (AFM1, AFM2) were considered, the value of the Hubbard Coulomb U parameter was varied in the range of 1-4 eV. We find the FM phase has a half metallic character with a net magnetic moment of 5.0 μB while The ground state of Ca2MnMoO6 compound is found to be antiferromagnetic and insulating with the (AFM1) state the most favorable. In the (AFM1) spin configuration, Ca2MnMoO6 compound has a semiconductor nature
Etude de premier principe de la structure électronique des hydrures des métaux et des pérovskites sous haute pression
(2018-07-01) DJEBARI malika; Encadreur: ZAOUI Ali
Résumé (Français et/ou Anglais) : L’objectif principal de cette thèse est de montrer le rôle que joue la pression en science des matériaux. Elle a une double vocation, prédire de nouveaux matériaux avec des propriétés spécifiques et assurer plusieurs couplages entre les propriétés. Dans un premier temps, nous avons étudié les transitions de phase induites par la pression du composé PtH en utilisant l’approximation du gradient généralisé (GGA). La supraconductivité a été révélée dans deux phases, hexagonale à 73 GPa et cubique à 94 GPa de symétries P63/mmc et Fm-3m respectivement. Ces deux structures ont été observées très récemment expérimentalement. En second lieu et en utilisant la méthode DFT+U, nous avons effectué une étude détaillée sur la stabilité de phase magnétique, les comportements structuraux et les propriétés électroniques sous haute pression des perovskites de types MCoO3 (M= Bi, La).Les calculs LSDA+U montrent que la phase antiferromagnétique AFM-C dans les composés tétragonals La/BiCoO3 est énergétiquement plus favorable que les autres configurations, et que les deux matériaux rhomboédriques sont non magnétiques. A partir des densités d’états totales et partielles, nous avons montré le rôle important des hybridations O p-Co d et Bi/La s-O p dans les deux systèmes. Abstract The main objective of this thesis is to show the role that plays the pressure in materials science. It has a double vocation, to predict new materials with specific properties and to ensure several couplings between the properties. First, we investigated pressure-induced phase transitions of the PtH compound using the Generalized Gradient Approximation (GGA). Superconductivity was revealed in two phases, hexagonal at 73 GPa and cubic at 94 GPa of symmetries P63/mmc and Fm-3m respectively. These two structures have been observed very recently experimentally. Secondly and using the DFT+U method, we carried out a detailed study on the magnetic phase stability, structural behaviors and the high-pressure electronic properties of perovskites of types MCoO3 (M = Bi, La). LSDA+U show that the AFM-C antiferromagnetic phase in the tetragonal compounds La/BiCoO3 is energetically more favorable than the other configurations, and that the two rhombohedral materials are non-magnetic. From the total and partial state densities, we have shown the important role of the hybridizations O p-Co d and Bi / La s-O p in both systems.