| Titre : | Etude ab-initio des propriétés physiques des composés binaires et ternaires à base de Scandium |
| Auteurs : | Sara Saada, Auteur ; Said Lakel, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2020 |
| Format : | 1 vol. (141 p.) / couv. ill. en coul / 30cm |
| Langues: | Anglais |
| Mots-clés: | Q1-xScxN alloys,First principles,DFT,electronic properties,optical properties,elastic constants |
| Résumé : |
In this thesis, we presented a theoretical study of the structural, electronic, optical andelastic properties of the compounds Q1-xScxN (Q = B, Al and In) in the two structures Wurtziteand Zinc-blende for (x =0, 0, 0625, 0.125, 0.1875, 0.25, 0.375, 0.5). The calculations were carried out by the method of calculating the pseudo-potential plane waves (PP-PW) implemented in the CASTEP code which is based on the theory of the density functional (DFT) using the GGA approximation. The calculation of the band structure shows that the Q1-xScxN alloys have a direct band gap.On the other hand, we have calculated the density of total and partial states (DOS and PDOS) of the three compounds BN, AlN and InN, and their alloys Q1- xScxN, the optical properties (ℇ1(?), ℇ2(?), n(?), k(?), α(?), R(?) and L(?) ) and the elastic constants (Cij, B, G, E, υ and B/G) and the longitudinal and shear wave velocities (Vl, Vs) and Debye temperature θD. The results obtained by the simulation are in good agreement with the experimental and theoretical results available and on the other hand they constitute a reliable prediction for any future experimental work for these materials. . |
| Sommaire : |
Remerciements I Didicas II Table des matières III Abréviations VII Liste des figures IX Liste des tableaux XII Introduction générale 1 Chapitre I: Généralités sur les nitrures III-N et leurs alliages I.1. Introduction 5 I.2. Les semi conducteurs III-N 5 I.3. Avantages des composes III-N 6 I.4. Propriétés des composés binaires et ternaires des nitrures III-N 7 I.4.1. Les composés binaires III-N 7 I.4.1.1. Nitrure de bore (Zb-BN et Wz- BN) 7 I.4.1.2. Nitrure d’aluminium (Zb-AlN et Wz- AlN) 8 I.4.1.3. Nitrure d’indium (Zb-InN et Wz- InN) 9 I.4.2. Les alliages 9 I.4.2.1. Les composés ternaires III-III-N 10 I.4.2.2. Les composés ternaires sous forme AxB1-xC 10 I.4.3. Propriétés des nitrures 11 I.4.3.1. Propriétés structurale 11 I.4.3.1.1. cristallographie 11 I.4.3.1.2. Réseau réciproque 13 I.4.3.1.3. Zone de Brillouin 13 I.4.3.2. Propriétés électroniques 14 I.4.3.2.1. Structure de bande 15 I.4.3.2.2. Gap direct et gap indirect 15 I.4.3.2.3. Densité d'état électroniques 16 I.4.4. Polarisations spontanée et piézoélectrique dans les nitrures 16 I.4.4.1. La polarisation piézoélectrique 16 Table des matières IV I.4.4.2. La polarisation spontanée 18 I.4.4.3. La polarisation résultante 19 I.5. Applications des semi-conducteurs III-N 21 I.6. Conclusion 22 Références 23 Chapitre II : Le formalisme de la DFT II.1. Introduction 26 II.2. Equation de Schrödinger d’un cristal 26 II.2.1. L’approximation de Born-Oppenheimer 28 II.2.2. L’approximation de Hartree 28 II.2.3. L’approximation de Hartree-Fock 28 II.3. La théorie de la fonctionnelle de densité 29 II.3.1. Théorèmes de Hohenberg et Kohn 30 II.3.2. Les équations de Kohn Sham 31 II.4. Fonctionnelle d’échange-corrélation 32 II.4.1. L’approximation de la densité Locale (LDA) 32 II.4.2. Approximation du gradient généralisé (GGA) 32 II.5. Résolution des équations de Kohn-Sham 33 II.6. Choix de la méthode de calcul 34 II.6.1. La méthode du Pseudopotentiel (PP) 35 II.6.2. Méthode des ondes planes (PW) 36 II.6.2.1. Symétries dans un cristal et zone de Brillouin 37 II.6.2.2. Théorème de Bloch et base d'ondes planes 37 II.6.3. Code de calcul CASTEP 38 II.6.4. Définition de quelque paramètre utilisée dans le calcul 39 II.6.4.1. L'énergie de coupure 39 II.6.4.2. La grille des points k 39 II.7. Conclusion 40 Références 41 Chapitre III : Résultats et discussions III.1. Introduction 43 III.2. Détails des calculs 43 Table des matières V III.3. Calcul ab-initio des propriétés physiques des composés binaires et ternaires a base de Scandium dans la phase wurtzite 44 III.3.1. Propriétés structurales des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In). 44 III.3.2. Propriétés électroniques des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In). 47 III.3.2.1. Structure de bande 47 III.3.2.1.1. Structure de bande des composés BN, AlN et InN 47 III.3.2.1.2. Structure de bande des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In) 48 III.3.2.2. Densité d'états électroniques (DOS) et (PDOS) 52 III.3.2.2.1. Densité d'états des composes BN, AlN, InN 52 III.3.2.2.2. Densité d'états des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In) 54 III.3.3. Propriétés optiques des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In) 58 III.3.3.1. Les constants optiques 58 III.3.3.1.1. Fonction diélectrique ℇ(?) 59 III.3.3.1.2. L'indice de réfraction n (?) et k (?) 61 III.3.3.1.3. Coefficient d'absorption α(?) 64 III.3.3.1.4. La réflectivité R(?) 65 III.3.3.1.5. Fonction de perte d'énergie L(?) 66 III.3.4. Propriétés élastiques des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In). 67 III.3.4.1. Les constantes élastiques 67 III.3.4.2. Les modules d’élasticité 71 III.4. Calcul ab-initio des propriétés physiques des composés binaires et ternaires a base de Scandium dans la phase zinc blende 79 III.4.1. Propriétés structurale des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In) 79 III.4.2. propriétés électroniques des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In) 82 III.4.2.1. Structure de bande 82 III.4.2.1.1. Structure de bande des composés BN, AlN et InN 82 III.4.2.1.2. Structure de bande des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In) 83 III.4.2.2. Densité d'états électroniques (DOS) et (PDOS) 87 III.4.2.2.1. Densité d'états des composés BN, AlN et InN 87 III.4.2.2.2. Densité d'états des alliages ternaires Q1-xScxN (Q= B, Al et In) 88 III.4.3. Propriétés optiques des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In). 91 III.4.3.1. Les constants optiques 91 III.4.4. Propriétés élastiques des alliages Q1-xScxN (Q= B, Al et In) 99 Table des matières VI III.4.4.1. Les constantes élastiques 99 III.4.4.2. Les modules d’élasticité 102 III.5 Conclusion 107 Références 108 Conclusion Générale 112 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/5119/1/These%20SARA%20SAADA.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TPHY/101 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
