Etude ab-initio des propriétés structurales, électroniques, thermodynamiques et thermoélectriques d'un matériau Heusler

Abstract

Les caractéristiques structurelles, électroniques, optiques, thermodynamiques et thermoélectriques des composés double demi Heusler (DHH) ont été étudiées à l'aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) avec l'approximation du gradient généralisé- Perdew- Burke-Ernzerhof (GGA-PBE) et la correction Beck-Johnson modifiée (mBJ-GGA) pour Ti2FeNiSb2 et Ti2Ni2InSb et les approximations GGA-PBE, mBJ-GGA et GGA+U+SO pour ScXRh2Bi2 (X= Nb, Ta) . Les résultats ont montré que les matériaux étaient optimaux dans la phase non magnétique (NM). La valeur négative de l'énergie de formation calculée indique que ces solides ont été énergétiquement optimaux et synthétisés. Les calculs des caractéristiques électroniques des composés étudiés montrent un comportement typique de semi-conducteur, avec des énergies de bande interdite de 0.639 eV pour Ti2FeNiSb2 , 0.432 eV pour Ti2Ni2InSb, 0.629 eV pour ScNbRh2Bi2 et 0.903 eV pour ScTaRh2Bi2 .Notre étude s'est étendue au calcul et à la prédiction des caractéristiques optiques des matériaux, y compris la fonction complexe, la conductivité optique, l'indice de réfraction, le coefficient d'absorption et la réflectivité, les composés DHH sont adaptés à des applications sur la majeure partie du spectre. A l'aide de la théorie de Boltzmann intégrée dans le code BoltzTraP nous avons étudié les propriétés thermoélectriques telles que le coefficient Seebeck (S), le (ZT), la conductivité thermique par temps de relaxation (k/η) (Ke et KL), et la conductivité électrique par temps de relaxation (ζ/η).En outre, le modèle quasi-harmonique a été utilisé pour calculer les caractéristiques thermodynamiques ; par exemple, la capacité calorifique à volume constant (CV), la capacité calorifique à pression constante (Cp), la température de Debye (θD), le coefficient de dilatation thermique (α) et l'entropie (S).