ETUDE DES PROPRIETES LOCALES DES SEMI-CONDUCTEURS SOUMIS A DES FORCES EXTERNES

Abstract

Afin de pouvoir moduler la largeur de la bande interdite du carbure de silicium (SiC) dans sa structure bidimensionnelle en nid d’abeille ; nous avons effectué une étude systématique et phénoménologique basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Le composé est soumis à deux différentes contraintes non hydrostatiques en Zigzag et en Armchair. Les premiers résultats montrent que le Gap du SiC-2D subit un changement de son état qui est initialement indirecte. Pour un taux de compression croissant ce Gap continue son évolution jusqu’à sa fermeture. Pour pouvoir donner une interprétation adéquate à ce phénomène, nous présentons dans cette thèse une étude atomistique et microscopique essentiellement basée sur des méthodes topologiques de la fonction d’onde. En particulier nous avons utilisé : le formalisme de Bader, la fonction de localisation d’électron (ELF), ainsi que la technique (NCI) adaptée à l’analyse et à l’identification des interactions non covalentes. Le choix de ces moyens mathématiques avancés est de pouvoir en premier lieu d’étudier l’évolution des propriétés électroniques locales autour des liaisons covalentes Si-C, en deuxième lieu de déterminer toutes les interactions non covalentes fortes et faibles à travers le gradient réduit de la densité de charge (RDG). L’ensemble de taches ainsi effectuées, nous permet de conclure que sous l’action d’une compression uni-axiale en direction Zigzag : le Gap du SiC bidimensionnelle peut être transformé en état directe, le caractère covalent de la structure planaire du composé n'est pas influencé par la déformation. De plus la contrainte imposée augmente l’effet d’interactions attractives stabilisantes, et en contrepartie permet de réduire l’effet répulsif déstabilisant de la structure SiC-2D, La diminution de ces interactions sont compensées par l’apparition des interactions faibles ou de Van Der Waals. Finalement, cette thèse fournit une mosaïque de résultats sur les propriétés électroniques qu’elle soit locales ou globales, qui prévoie que l’application de contraintes sur des semi-conducteurs 2D est une alternative propice pour la création d’une nouvelle génération de dispositifs électroniques.