Etude ab-initio des chalcogénures de métaux de transition IVBX 2 ou VBX 2 (X = S, Se ou Te).

Abstract

Thermoelectricity is a new field of research which can provide a clean alternative energy, to reduce the dependence in traditional fossil energies. From a technological point of view, the challenge is summarized to choose power materials which store optimal quantity of electrical energy. The transition metal dichalcogenides MX2 intercalated by lithium/sodium alkaline metals, prove to be potential candidates for this application. The analysis of their topological structures testifies to the large variety of their chemical bonds, and consequently to the anisotropic structural order. The combination between the structural, electronic and transport properties determined by ab-initio calculations, reveals that 2H-LiTaS 2 is the most favorable material for manufacturing of Li-ion secondary batteries. Lastly, a coexistence of charge density waves CDW and supraconductivity were noted in pure TaX 2 at low temperature. Our results were confronted with those obtained in the experiment, a good agreement was found. La thermoélectricité est un nouveau domaine de recherche pouvant fournir une énergie alternative propre, pour réduire la dépendance en énergies fossiles traditionnelles. D’un point de vue technologique, le challenge se résume à choisir des matériaux de puissance qui stockent une quantité d’énergie électrique optimale. Les dichalcogénures de métaux de transition MX 2 dans lesquels des métaux alcalins de lithium/sodium sont intercalés, s’avèrent être des candidats potentiels pour cette application. L’analyse de leurs structures topologiques témoigne de la grande variété de leurs liaisons chimiques, et par conséquent de l’ordre structural anisotropique. La combinaison entre les propriétés structurales, électroniques et de transport déterminées par calculs ab-initio révèle que 2H-LiTaS 2 est le matériau le plus favorable pour la fabrication de batteries Li-ion. Enfin, une coexistence d’ondes de densité de charges CDW et supraconductivité a été constatée dans les TaX 2 purs à basse température. Nos résultats ont été confrontés à ceux obtenus dans l’expérience, une bonne concordance a été trouvée.