Les calculs DFT+U: Une voie flexible pour comprendre la structure électronique et le couplage magnétique des pérovskites orthoferrites de type RFeO3
| dc.contributor.author | AMERI Ibrahim | |
| dc.contributor.author | Encadreur: ZAOUI Ali | |
| dc.date.accessioned | 2023-11-02T13:37:34Z | |
| dc.date.available | 2023-11-02T13:37:34Z | |
| dc.date.issued | 2022-05-10 | |
| dc.description | Doctorat | |
| dc.description.abstract | الملخص (بالعربية) : نحن نقوم بحسابات ab-initio ضمن تقريب التدرج المعمم (GGA+U) استنادًا إلى نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) ونموذج هاملتونيان دي هايزنبرغ لدراسة استقرار المرحلة المغناطيسية ، وتفاعلات التبادل ، والخصائص الإلكترونية والمغناطيسية لأورثوفريتس. نعتقد بقوة أن هذا النموذج يمكن أن يوفر وصفًا دقيقًا للمغناطيسية في هذه السلسلة من المركبات. يتم التعامل مع الإلكترونات 4f الخاصة بالعناصر الأرضية النادرة كإلكترونات تكافؤ. في جميع البيروفسكايت المختارة ، تتهجين الأصداف ثلاثية الأبعاد مع الأكسجين لتشكيل تشوه جان تيلر ، مما يضمن تفاعلًا فائق التبادل. تظهر نتائج GGA+U أن تكوين G-AFM العازل هو الأنسب لترتيب دوران أيونات R/Fe ويتفق جيدًا مع البيانات التجريبية. وتتميز هذه الحالة الأساسية بمعلمات اقتران التبادل الفائق الصغيرة (3.30-3.38 مي فولت) وقيم درجة حرارة نيل (669.93-685.50 كلفن). الحجم وتشويهJahn-Teller مسؤولان عن تقليل قيم درجة حرارة Néel و JFe-Fe عند تغيير نصف القطر الأيوني R. تكشف نتائجنا أن حالات التكافؤ 4f هي عوامل حاسمة لإعادة إنتاج الحالة الأساسية لهذه المركبات بشكل صحيح. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français) : Nous menons des calculs ab-initio en utilisant l'approximation du gradient généralisée (GGA+U) basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et le modèle hamiltonien de Heisenberg pour étudier la stabilité de la phase magnétique, les interactions d'échange, les propriétés électroniques et magnétiques des orthoferrites de terres rares RFeO3 (R = Dy, Er, Tm). Nous croyons fermement que ce modèle peut fournir une description précise du magnétisme dans cette série de composés. Les électrons 4f des éléments de terres rares sont traités comme des électrons de valence. Dans toutes les pérovskites sélectionnées, les couches 3d s'hybrident avec l'oxygène pour former une distorsion de Jahn-Teller, qui garantit une interaction de superéchange. Les résultats GGA+U montrent que la configuration G-AFM isolante est la plus appropriée à l'arrangement de spin des ions R / Fe et concorde bien avec les données expérimentales. Cet état fondamental est caractérisé par de petits paramètres de couplage de superéchange JFe-Fe (3,30-3,38 meV) et des valeurs de température de Néel (669,93-685,50 K). Le volume et la distorsion Jahn-Teller (Q3) sont responsables de la diminution des valeurs de température Néel et JFe-Fe lors de la modification du rayon ionique R. Nos résultats révèlent que les états de valence 4f sont des facteurs clés pour reproduire correctement l'état fondamental de ces composés. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (Anglais) : We involve ab-initio calculations within the generalized gradient approximation (GGA+U) based on the density functional theory (DFT) and Heisenberg Hamiltonian model to study the magnetic phase stability, exchange interactions, electronic and magnetic properties of rare-earth orthoferrites RFeO3 (R=Dy, Er, Tm). We strongly believe that this model can provide an accurate description of the magnetism in this series of compounds. The 4f-electrons of rare earth elements are treated as valence electrons. In all selected perovskites, 3d shells hybridize with oxygen to form Jahn-Teller distortion, which guarantee superexchange interaction. GGA+U results show that insulating G-AFM configuration is the most appropriate to the spin arrangement of R/Fe ions and agree well with the experimental data. This ground state is typified by small superexchange coupling parameters JFe-Fe (3.30-3.38 meV) and Néel temperature values (669.93-685.50 K). The volume and the Jahn-Teller distortion (Q3) are responsible to decrease of JFe-Fe and Néel temperature values when changing R ionic radius. Our results reveal that the 4f valence states are critical factors to properly reproduce the ground state of these compounds. | |
| dc.identifier.uri | https://dspace.univ-sba.dz/handle/123456789/592 | |
| dc.title | Les calculs DFT+U: Une voie flexible pour comprendre la structure électronique et le couplage magnétique des pérovskites orthoferrites de type RFeO3 | |
| dc.type | Thesis |
