| Titre : | Les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des matériaux métalliques/non métalliques à l’échelle massive et nanométrique : Etude comparative |
| Auteurs : | Amina Kebabi, Auteur ; A BENTABET, Auteur |
| 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, 2022 |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
L’objectif de cette thèse est d’étudier les propriétés structurales, électroniques, magnétiques et optoélectroniques des nitrures III-V (BN, AlN et GaN) à l’échelle massive et nanométrique. Pour ce faire, nous avons utilisé un calcul ab-initio basé sur la théorie de la fonctionnelle de la densité DFT implémentée dans le code CASTEP. Le potentiel d’échange et de corrélation est traité par l’approximation du gradient généralisé (GGA). A l’échelle massive, nous avons étudié les propriétés des nitrures III-V dans la structure hexagonal, et à l’échelle nanométrique, nous avons étudié les propriétés des nanotubes zigzag (3.0) et armchaire (5.5) pour les trois types des nitrures BN, AlN et GaN dont chaque nanotube est étudié pour les deux cas : nanotube non-dopé (pristine) et nanotube dopé avec les atomes Cu, Ag et Au dans les sites (B, Al ou Ga) et N (X-doped III-V NT). Nos résultats sont en bon accord avec les résultats expérimentaux et théoriques disponibles ce qi montre la validité de notre travail. |
| Sommaire : |
Introduction générale…………………………………………………………………………01 Références…………………………………………………………………………………….03 Chapitre I : Rappels théoriques et les méthodes des calculs ab initio I.1. Introduction……………………………………………………………………………….05 I.2. Problème à N corps……………………………………………………………………….05 I. 2. 1. Approximation de Born-Oppenheimer……………………………………………07 I. 2. 3. Approximation de Hartree et Hartree –Fock……………………………………...07 I. 3. Théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT)…………………………………………10 I. 3. 1. Les théorèmes de Hohenberg et Kohn……………………………………….......10 I.3. 1. 1. Le premier théorème de Hohenberg et Kohn…………………………..10 I. 3. 1. 2. Deuxième théorème de Hohenberg et Kohn…………………………...11 I. 3. 2. La méthode de Kohn et Sham…………………………………………………….11 I. 3. 3. Fonctionnelles d’échange et corrélation………………………………………….13 I. 3. 3. 1. L’approximation de la densité locale (LDA)…………………………...13 I. 3. 3. 2. L’approximation du gradient généralisé (GGA)………………………..14 I. 3. 4. Méthode de solution des équations de Kohn-Sham………………………………15 I. 4. Méthode des ondes planes et de pseudo-potentiel……………………………………….16 I. 4. 1. Ondes planes……………………………………………………………………...17 I. 4. 2. Echantillonnage de la zone de Brillouin………………………………………….18 I. 4. 2. 1. Méthode de Monkhorst et Pack………………………………………...19 I. 4. 3. Les pseudo-potentiels…………………………………………………………….19 I. 4. 3. 1. Pseudo-potentiel à norme conservée…………………………………...20 I. 4. 3. 2. Pseudo-potentiel Ultra-Soft (US-PP)…………………………………...21 I. 4. 3. 3. Pseudo-potentiels projetés PAW (Projector Augmented Wave)……….21 I. 5. Code de calcul……………………………………………………………………………22 Références……….23 Chapitre II : Généralités sur les nitrures III-V II.1. Introduction……………………………………………………………………………...25 II.2. Généralités sur les nitrures massifs III-V………………………………………………..25 II.2.1. Le nitrure de bore (BN)…………………………………………………………..25 II.2.1.1. les différentes formes allotropiques…………………………………..25 II. 2. 1. 1. 1. Le nitrure de bore hexagonal (hBN)…………………….27 II. 2. 1. 1. 2. Le nitrure de bore rhomboédrique (rBN)……………….27 II. 2. 1. 1. 3. Le nitrure de bore de type wurtzite (wBN)……………..27 II. 2. 1.1. 4. Le nitrure de bore cubique (cBN)………………………..28 II. 2. 1. 2. Propriétés du nitrure de bore et ses applications……………………...28 II. 2. 2. Le nitrure d’aluminium (AlN)……………………………………………………29 II. 2. 2. 1. Structure cristallographiques d’AlN…………………………………..29 II. 2. 2. 1. 1. La structure zinc blende………………………………...31 II. 2. 2. 1. 2. La structure wurtzite (wAlN)…………………………...31 II. 2. 2. 2. Propriétés du nitrure d’aluminium et ses applications………………..31 II. 2. 3. Le nitrure de gallium (GaN)……………………………………………………...32 II. 2. 3. 1. Structure cristallines du GaN…………………………………………33 II. 2. 3. 1. 1. Structure de type wurtzite………………………………33 II. 2. 3. 1. 2. Structure de type zinc-blend……………………………33 II. 2. 3. 2. Propriétés du nitrure de gallium et ses d’applications………………...34 II. 3.Généralités sur les nitrures III-V à l’échelle nanométrique……………………………..35 II. 3. 1. Généralités sur les nanomatériaux………………………………………………35 II. 3. 1. 1. Définitions……………………………………………………………35 II. 3. 1. 2. Classification des nanomatériaux…………………………………….36 II. 3. 1. 3. Procédés d’élaboration des nanomatériaux…………………………..37 II. 3. 1. 4. Propriétés des nanomatériaux et leurs applications…………………..37 II. 3. 1. 5. Les nanotubes………………………………………………………...38 II. 3. 1. 5. 1. Structure d’un nanotube………………………………...38 II. 3. 2. Les nanotubes de BN (BNNT)………………………………………………….40 II. 3. 2. 1. Méthodes de synthèse………………………………………………...41 II. 3. 2. 2. Propriétés générales des nanotubes de nitrure de bore……………….41 II. 3. 3. Les nanotubes de nitrure d’aluminium (AlNNT)………………………………..43 II. 3. 3. 1.méthodes de synthèses………………………………………………...43 II. 3. 3. 2. Propriétés générales des nanotubes de nitrure d’aluminium(AlNNT)……43 II. 3. 4. Les nanotubes de nitrure de gallium (GaNNT)………………………………….44 II. 3. 4. 1. Méthodes de synthèses……………………………………………….45 II. 3. 4. 2. Propriétés générales des nanotubes de nitrure de gallium (GaNNT)...45 Références.47 Chapitre III : Etude des propriétés des nitrures de bore (BN) à l’échelle massif et nanométrique III. 1 Introduction……………………………………………………………………………..52 III. 2 Détails de calcul………………………………………………………………………...52 III. 3. Les propriétés de nitrure de bore à l’échelle massive (hBN) et nanométrique (BNNT): étude comparative…………………………………………………………………………….53 III. 3. 1. Propriétés structurales……………………………………………………………….53 III. 3. 2 Propriétés électroniques…………………………………………………………55 III. 3. 3 Propriétés optoélectroniques…………………………………………………….57 III. 4. Les propriétés de nanotube de nitrure de bore dopé (X-doped BNNT)………………..59 III. 4. 1. Propriétés structurales…………………………………………………………...59 III. 4. 2 Propriétés électroniques……………………………………………………….....60 III. 4. 3 Propriétés magnétiques………………………………………………………......66 III. 4. 4 Propriétés optoélectroniques…………………………………………………......67 III. 5 Conclusion………………………………………………………………………….......68 References…………………………………………………………………………………….69 Chapitre IV : Etude des propriétés des nitrures d’aluminium (AlN) à l’échelle massif et nanométrique IV. 1 introduction……………………………………………………………………………..72 IV. 2 Détails de calcul………………………………………………………………………...72 IV. 3 Les propriétés de nitrure d’aluminium à l’échelle massive (hAlN) et nanométrique (AlNNT): étude comparative ………………………………………………………………...73 IV. 3. 1 Propriétés structurales………………………………………………………….73 IV. 3. 2 Propriétés électroniques………………………………………………………..74 IV. 3. 3 propriétés optoélectroniques…………………………………………………...77 IV. 4 Les propriétés de nanotube de nitrure de bore dopé (X-doped AlNNT)……………….78 IV. 4. 1 Propriétés structurales………………………………………………………….78 IV. 4. 2 Propriétés électroniques………………………………………………………..79 IV. 4. 3 Propriétés magnétiques………………………………………………………...84 IV. 4. 4 Propriétés optoélectroniques…………………………………………………...85 IV. 5 Conclusion……………………………………………………………………………...86 References……………………………………………………………………...……………..87 Chapitre V : Etude des propriétés des nitrures de gallium (GaN) à l’échelle massif et nanométrique V. 1 introduction…………………………………………………………………………….89 V. 2 Détails de calcul………………………………………………………………………..89 V. 3 Les propriétés de nitrure d’aluminium à l’échelle massive (hGaN) et nanométrique (GaNNT): étude comparative ....90 V. 3. 1 Propriétés structurales…………………………………………………………..90 V. 3. 2 Propriétés électroniques…………………………………………………………91 V. 3. 3 propriétés optoélectroniques………………………………………………….....94 V. 4 Les propriétés de nanotube de nitrure de bore dopé (X-doped GaNNT)………………..94 V. 4. 1 Propriétés structurales…………………………………………………………...94 V. 4. 2 Propriétés électroniques…………………………………………………………96 V. 4. 3 Propriétés magnétiques………………………………………………………...101 V. 4. 4 Propriétés optoélectroniques…………………………………………………...102 V. 5 Conclusion……………………………………………………………………………...102 References…………………………………………………………………………………...104 Conclusion générale…………………………………………………………………………106 Resumé………………………………………………………………………………………108 Abstract……………………………………………………………………………………...108 ……………………………………………………………………………………….108 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/6069 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TPHY/130 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
