Etude et analyse de la densité électronique et de sa fonction de localisation dans une transition de phase d’un composé cristallin sous l’effet d’une pression hydrostatique : étude du premier principe.

Abstract

Une compréhension approfondie des aspects microscopiques des transformations chimiques nécessite une connaissance du comportement des structures électroniques sous pression et son effet sur les électrons formant la structure électronique du composé étudié. En se basant sur une étude ab-initio, nous nous concentrons dans cette thèse sur l'analyse théorique des changements de liaisons chimiques le long de deux transitions de phases sous l’effet d’une pression hydrostatique. La première sur un ensemble de composés iso-électroniques subissant une métallisation le long du la séquence B3  B1, et la deuxième sur le composé ZnSiP2 de type chalcopyrite. Ce dernier, subit à 30GPa une transition vers un état désordonné de type métallique suivit par une autre à 80GPa vers une phase ordonnée. Pour cette tache, et afin d’étudier et caractériser ces transitions, nous employons un modèle de type martensitique. Notre approche est basée sur la recherche de sous-groupe de symétrie commun entre les phases parents. Au plus du sous groupe Imm2 utilisé dans l’étude des transformations B4-B1 de nos isoélectroniques. Nous proposons un nouveau sous groupe décrivant le chemin de transition de phase subit par le composé ZnSiP2. Ce chemin (Cc) requière une enthalpie d’activation assez faible et inférieure à 100 kJ/mol. A l’aide de nos chemins et dans le but de suivre les changements des liaisons, nous appliquons une analyse microscopique basée sur la topologie de la densité électronique. Nos résultats montrent que les changements de coordination le long de la trajectoire de transition est facilement suivis en termes domaines électroniques, et que la clé de leurs transformation se trouve dans la subdivision des basins des coeurs extérieurs des liaisons covalentes ou ioniques.