CALCUL DES PROPRI´E T´E S STRUCTURALES, THERMIQUES ET OPTIQUES DES COMPOS´E S CHALCOPYRITES PAR LA M´E THODE FP-(L)APW

Abstract

Cette thèse porte sur l’élaboration des calculs ab initio sur deux genres de composé : les chalcopyrites et les chalcopyrites défectives. L’enjeu de ce travail est de dégager l’effet de génération de seconde harmonique qui subsiste dans nos matériaux. De plus, ce manuscrit présente une double contribution d’une part numérique et théorique. Dans ce contexte, des codes numériques ont été élaborés, grâce à une collaboration Algéro-Espagnole, pour faciliter le calcul des modules élastiques et des grandeurs thermiques des systèmes quadratiques. Uneméthode spécifique a été présentée pour caractériser les propriétés optiques non linéaires. Cette méthode, contrairement aux autres méthodes conventionnelles, est basée sur le calcul de la structure de bande. Le calcul des structures de bandes électroniques ont été déterminées dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT), effectuées dans l’approximation du gradient généralisé (EV-GGA) corrigée par Engel et Vosko. La confrontation systématique des résultats des calculs des propriétés électroniques aux données expérimentales a permis de démontrer la capacité de cette approche et un très bon accord avec l’expérience est trouvée. Une analyse des propriétés optiques et thermo-élastiques à été présentée et discutée. Cette thèse à abouti sur un nombre considérable de travaux publiés qui viendront renforcer la validité de ces recherches. Abstract This thesis focuses on the development of ab initio calculations of two kinds of compounds, the chalcopyrite and the defect-chalcopyrite. The aim of this work is to identify the effect of second harmonic generation that remains in our materials. In addition, this manuscript presents a double contribution : numerical and theoretical challenges. In this contest and thanks to an Algerian-Spanish collaboration, several numerical codes have been developed to facilitate the calculation of the elastic and thermal quantities of tetragonal systems. A specific method has been presented to characterize the nonlinear optical properties. This method unlike the conventional one is based on the calculations of the band structure. The calculation of electronic band structures were determined in the framework of functional density theory (DFT) performed in the generalized gradient approximation (EV-GGA) and corrected by Engel and Vosko. Systematic comparison of the results of the electronic properties calculations with experimental data has demonstrated the ability of this approach, a very good agreement with experiment is found. An analysis of optical and thermo-elastic properties has been presented and discussed. This thesis ends with a considerable number of published works that come reinforced the validity of such researches.