Calcul ab-initio des propriétés physiques de quelques borures de métaux de transitions

Abstract

Le but de cette thèse de doctorat est le calcul ab initio des propriétés : structurales, électroniques, magnétiques, dureté, et anisotropie élastique de quelque mono borure: TMB (TM= Mn, Fe, Co, Ni) et semi borure: TM2B(TM= Fe, Co, Ni). Le calcul a été mené dans le cadre général de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) moyennant la méthode pseudo potentiels (PP) avec l’approximation du gradient généralisé de Perdew-Burke-Ernzerhof (GGA-PBE), qui est b implanter dans le code de calcul CASTEP. Les transitions de phase quantique ne sont accessibles que par la variation d'un paramètre physique, tel que le champ magnétique ou une pression à la température de zéro absolu. L’étude, sous l’effet de la pression de ces borures qui contient des métaux de transition ferromagnétiques montre à une certaine pression une avalanche brusque prononcé du moment magnétique (phase de transition quantique du première ordre) ce caractère est généralement un signe d'un supraconducteur. Les résultats obtenus ont été commentés et comparés avec les données expérimentales disponibles. Un très bon accord a été trouvé entre les résultats calculés à l’état fondamentale et ceux issus de l’expérimentale. Pour une bonne description du comportement mécanique des matériaux considérés sans/sous l’effet de la pression, nous avons calculé d’abord leurs constantes élastiques en état monocristallin, i.e., les constantes élastiques anisotropes Cij. Les valeurs numériques obtenues pour les Cij ont été ensuite employées pour quantifier l’anisotropie élastique des systèmes étudiés, vérifier leurs stabilité mécanique et ainsi pour déterminer les vitesses d’ondes acoustiques suivant les directions principales. En utilisant toujours les valeurs des Cij et en se basant sur l’approximation de Voigt-Reuss-Hill, nous avons exploré les propriétés élastiques des composés étudiés en état polycristallin : les modules d’élasticité isotropes (module de compressibilité B, module de cisaillement G, module de Young E et rapport de poisson υ), Nous avons tracé les surfaces (3D) et les contours planes des modules (E et B à plusieurs plans cristallographiques, pour révéler leur anisotropie élastique