Contribution à l'etude des propriétés physiques de quelques alliages d'Heusler via des méthodes de premiers principes

Abstract

Dans notre thèse, nous étudions la famille de matériaux à usages multiples appelés alliages half-Heusler. Notre étude vise à explorer les propriétés structurales, électroniques, élastiques et thermoélectriques des alliages half -Heusler de 1- ZrCo Ir Sb x x (x= 0, 0.125, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75, 0.875, et 1). Afin de prévoir ces différentes propriétés, nous avons effectué des simulations en employant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel complet (FP-LAPW), établie sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et mise en oeuvre à l'aide du code WIEN2K. Nos paramètres structuraux calculés sont en excellent accord avec les données théoriques et expérimentales, selon les propriétés structurales calculées grâce à les approximations GGA et LDA. Nous avons utilisé diverses approximations pour analyser les caractéristiques électroniques. Nous avons choisi l'approximation EV-GGA en particulier, car elle a produit la mesure de bande interdite la plus précise. Selon nos résultats, tous les alliages half-Heusler présentent des structures de bande de semi-conducteurs. Les valeurs de la bande interdite de ces composés, qui varient de 1.021 eV à 1.453 eV, indiquent qu'ils pourraient être utilisés dans l'optoélectronique. De plus, les constantes élastiques, le module de compressibilité B et le module de cisaillement G ont été calculés, indiquant la stabilité mécanique de nos alliages. En nous établissant sur la théorie du transport de Boltzmann semi-classique, le code BoltzTrap a été utilisé pour calculer les coefficients de transport, notamment la conductivité électrique, la conductivité thermique électronique et le coefficient de Seebeck. Conformément à l'équation de Slack, la conductivité thermique du réseau est traitée comme un paramètre thermoélectrique indépendant. Le paramètre de Grüneisen et la température de Debye sont calculés à l'aide du programme Gibbs. Ces résultats, qui soulignent l'efficacité des matériaux même à haute température, mettent en évidence leur potentiel d'application dans les dispositifs thermoélectriques.