Contribution à l’étude ab initio du comportement physique des matériaux doubles pérovskites
No Thumbnail Available
Date
2023-04-27
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Résumé (en Français) :
Dans ce travail, nous présentons une étude ab initio des propriétés structurales, mécaniques, électroniques, optiques et thermoélectriques de trois oxydes doubles pérovskites (PDs) de la forme telles que : ‘BaSrMgTeO6’, ‘BaSrMgWO6’ et ‘BaSrCaWO6’.
Les calculs ont été effectués en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées avec potentiel total (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) implémenté dans le code wien2k. Pour les potentiels d'échange et de corrélation, nous avons utilisé les approches du gradient généralisé (GGA-PBE) et la densité locale (LDA).
Les résultats obtenus montrent que les valeurs des paramètres de réseau fournies par l'approximation LDA sont plus proches des valeurs expérimentales que celles de GGA. Les constantes élastiques telles que (Cij (GPa)), bulk modulus (B), module de Young (E (GPa)), coefficient de Poisson (ϑ (GPa)), et le facteur d’anisotropy des trois composés étudiés satisfont le critère de stabilité mécanique. De plus, nous avons pu à travers ces paramètres mécaniques, savoir que les composés BaSrMgTeO6, BaSrMgWO6 sont fragiles et que le composé BaSrCaWO6 est ductile.
En outre, nous remarquons que pour les trois composés, l'approche LDA décrit avec précision la structure de bande et les propriétés optiques. En effet, le coefficient d'absorption élevé obtenu, en particulier dans la région ultraviolet, augmente le potentiel d'utilisation de ces pérovskites dans les applications optoélectroniques. Les paramètres thermoélectriques sont calculés en termes de coefficient Seebeck (S), de conductivité thermique et électrique sans oublier le facteur de mérite (ZT). Des résultats intéressants ont été obtenus concernant les propriétés électroniques, optiques et thermoélectriques de ces PDs prouvant leur future efficacité dans les applications de transport, d'optoélectronique et des cellules solaires.
Les mots clés : Oxydes double pérovskite ; Propriétés optoélectroniques ; Propriétés de transport.
Abstract (en Anglais) :
In this work, we present a theoretical study of the structural, mechanical, electronic, optical and thermoelectric properties of double perovskites oxides of the form such as BaSrMgTeO6, BaSrMgWO6 and BaSrCaWO6.
The calculations were performed using the full potential linear augmented plane wave method (FP-LAPW) within the framework of the density functional theory (DFT) as implemented in the wien2k code. For the exchange-correlation potentials, we have used the generalized gradient approach (GGA-PBE) and the local density approach (LDA).
The results obtained show that the values of the lattice parameters provided by the LDA approximation are closest to the experimental values than the GGA ones. The elastic constants such as (Cij (GPa)), calculated bulk
modulus (B), Young’s modulus (E (GPa)), Poisson’s ratio (ϑ (GPa)),
and anisotropy parameter of all three studied compounds satisfy the mechanical stability criterion. Moreover, we could through these mechanical parameters, know that the BaSrMgTeO6, BaSrMgWO6 compounds are fragile and BaSrCaWO6 compound is ductile.
Concerning the electronic properties, our results indicate that all these compounds have a semiconductor behavior, good parameter (condition) for the optical applications. Indeed the obtained high absorption coefficient, especially in the ultraviolet region increases the potential for using these perovskites in optoelectronic applications. The thermoelectric parameters are calculated in terms of Seebeck coefficient (S), thermal and electrical conductivity without forgetting the figure of merit (ZT). Interesting results found concerning the electronic, optical, the thermoelectric parameters of the studied materials prove their future efficiency in transport applications, optoeletronic, solar cells and thermoelectricity.
Keywords : Double perovskite oxides ; Optoelectronic properties ; Transport parameters.
Description
Doctorat
