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

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Structural, mechanical, electronic and thermodynamic investigations of the new quaternary MAX phase (Zr1-xTix)3AlC2 with (x=0, 0.5, 1) by the first-principales study.
(2021-07-08) OUADHA Ismail; Encadreur: Habib RACHED; Co-Encadreur: Djamel RACHED
Résumé (en Français) : Les propriétés structurelles, électroniques, mécaniques et thermodynamiques des composés de phases MAX (Zr1-xTix)3AlC2 ont été étudiées en utilisant la méthode FP-LAPW à ondes planes à plein potentiel telle mise en œuvre dans le code Wien2k. L'énergie de corrélation d'échange (XC) des électrons a été traitée à l'aide du paramétrage Perdew-Burke-Ernzerhof. Les propriétés de l'état fondamental des composés étudiés ont été calculées et comparées aux données expérimentales et théoriques disponibles. Les paramètres de réseau calculés sont raisonnablement comparables aux résultats expérimentaux et théoriques. L'énergie de formation a été évaluée afin de déterminer la stabilité de nos composés. Le calcul de la structure électronique a été prédit pour la première fois pour les présents composés en phase MAX. Ces résultats indiquent que tous nos composés présentent un comportement métallique et que cette métallicité est due à l'hybridation p-d. Les constants élastiques ont également été évaluées par le package Hex-Elastic. La stabilité mécanique révèle que tous nos composés sont stables mécaniquement. Le module de compressibilité (B), le module de cisaillement (G), le module de Young (E), le coefficient de Poisson (ν), la pression de Cauchy (P Cauchy) et dureté (Hv) ont été calculés et discutés en détail. En outre, l'effet de la température et de la pression sur : le module de Bulk, la température de Debye et la capacité thermique à volume constant et pression constante (CV) et (CP), respectivement, ont été étudiés par le modèle quasi-harmonique de Debye. Les mots clés : Nouvelles phases Max, Propriétés mécaniques, Propriétés thermodynamiques, Nature de liaison Abstract (en Anglais) : The structural, electronic, mechanical and the thermodynamic properties of the MAX phases (Zr1-xTix)3AlC2 compounds have been investigated by using the full-potential plane-wave FP-LAPW method as implemented in the Wien2k code. The exchange-correlation (XC) energy of electrons was treated using the Perdew-Burke-Ernzerhof parametrization. The ground-state properties for the studied compounds were calculated and compared with available experimental and theoretical data. The calculated lattice parameters are reasonably comparable with experimental and theoretical results. The formation energy has been evaluated in order to determinate the stability of our compounds. The calculation of the electronic structure was predicted for the first time for the present MAX phase compounds. These results indicate that, all our compounds exhibit metallic behavior and this metallicity is due to the p-d hybridization. The elastic constants have also evaluated by the Hex-elastic package. The mechanical stability reveal that, all our compounds are stable mechanically. The bulk modulus (B), shear modulus (G), Young’s modulus (E), Poisson’s ratio (ν), Debye temperature ( ) , Cauchy pressure (P Cauchy) as well as the Vickers’s hardness (Hv) were calculated and discussed in detail. Furthermore, the temperature and pressure effect on: Bulk modulus, Debye temperature and heat capacity at constant volume and constant pressure (CV) and (CP) respectively, have been investigated by the quasi-harmonic Debye model. Keywords : New MAX phases, Mechanical properties, Thermodynamic properties, Bonding nature.
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