Simulation des propriétés électroniques et magnétiques des semi-conducteurs magnétiques dilués à base de: MgS-II-VI et GeX (X=Se, Te)- IV-VI

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علوم بحتة وطبيعية

الملخص

Cette thèse, est une étude théorique des propriétés des semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS). Elle est réalisée en utilisant la méthode des ondes planes augmentées et linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) implémentée dans le code WIEN2K, dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Nous avons étudié les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des composés Mg1-xVxS (x = 0, 0.125, 0.25, 0.50, 0.75, 1) dans les deux structures Rock-Salt (RS) et Zinc blend (ZB) en utilisant l'approximation WC-GGA pour le calcul des propriétés structurales et l’approximation TB-mbj LDA pour le calcul des propriétés électroniques et magnétiques.Nous avons dans la suite étudié les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des composés Ge1-xTixTe (x = 0, 0.25, 0.50, 0.75 et 1) et Ge0.75 Eu0.25X avec (X = Te, Se) dans la structure Rock-Salt (RS). Pour ces composés, les propriétés électroniques et magnétiques ont été effectuées en utilisant l'approximation du gradient généralisé plus la correction Hubbard (GGA-PBE +U), par contre, les propriétés structurales ont été calculées via l’approximation PBE-GGA. L'analyse des structures de bande et des densités d'états électronique sa mis en évidence dans les composés Mg1-xVxS (x = 0.125, 0.25, 0.50, 0.75) dans la structure Rock-Salt un comportement semi-conducteur ferromagnétique; en revanche, dans la structure zinc-blende, ces composés sont ferromagnétiques semi-métalliques pour les concentrations x=0.125, 0.25 et 0.50 et métallique pour x = 0.75. Concernant les composés Ge1-x TixTe, on a obtenu pour x = 0.50 et 0.75 un caractère ferromagnétique semi-métallique; tandis que pour x = 0.25 le composé est presque semi-métallique.Les composés Ge0.75Eu0.25Te et Ge0.75Eu0.25Se, obtenus par le dopage des composés binaires GeTe et GeSe avec 25% d'Europium, sont des semi-conducteurs pour les deux directions de spin selon l’approche PBE-GGA+U; ils sont ferromagnétiques ou antiferromagnétiques selon la distance séparant deux atomes d’europium.Nous avons également prédit les énergies d’échanges et de séparation ∆x(d) et ∆x(pd) ainsi que les constantes d’échanges N0α et N0β relatives aux interactions produites par les états 3d-Ti, 4f-Eu et 3d-V. En se conformant aux valeurs obtenues de ces paramètres, le MgS dopé au vanadium dans la structure ZB présente une interaction d’échange de type antiferromagnétique ; dans la structure RS, il présente un mécanisme de double échange.Pour les composés Ge1-xTixTe, l’interaction d’échange entre les atomes Ti est antiferromagnétique ; dans les composés Ge0.75Eu0.25Te et Ge0.75Eu0.25Se, elle est régie par le mécanisme RKKY.

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06223a66-cdd4-44d4-850c-5d20c6ec751e

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رسائل دكتوراة

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ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" Zeyneb Abdelli","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"Athmane Meddour ","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

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French

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اسم المصدر

Simulation des propriétés électroniques et magnétiques des semi-conducteurs magnétiques dilués à base de: MgS-II-VI et GeX (X=Se, Te)- IV-VI

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ترجمة الملخص

This thesis is a theoretical study of diluted magnetic semiconductors (DMS)properties, it is carried out using the method full potential linearized augmented plane waves (FP-LAPW) implemented in the WIEN2K code, within the framework of density functionality theory (DFT). We have studied the structural, electronic and magnetic properties of the compounds Mg1-xVxS (x = 0, 0.125, 0.25, 0.50, 0.75, 1) in both Rock-Salt and Zinc blend structures using the WC-GGA approximation for the calculation of structural properties and the TB-mbj LDA approximation for the calculation of electronic and magnetic properties. We have in pursuit studied the structural, electronic and magnetic properties of the compounds Ge1-xTixTe (x = 0, 0.25, 0.50, 0.75 and 1) and Ge0.75Eu0.25X with (X = Te, Se) in the Rock-Salt (RS)structure. For these compounds, calculations were performed using the generalized gradient approximation plus the Hubbard correction (GGA-PBE + U).Analysis of the band structures and electronic state densities reveals that for the Mg1-xVxS (x = 0.125, 0.25, 0.50, 0.75) compounds, a ferromagnetic semiconductor behavior has been obtained in the Rock-Salt structure; on the other hand, in the zinc-blende structure, they are semi-metallic ferromagnetic for x = 0.25 and 0.50 and metallic for x = 0.75. Regarding the Ge1-xTixTe compounds, a semi-metallic ferromagnetic character was obtained for x = 0.50 and 0.75; while for x = 0.25 the compound is almost semi-metallic. The compounds Ge0.75Eu0.25Te and Ge0.75Eu0.25Se, obtained by doping the binary compounds GeTe and GeSe with 25% Europium, are semiconductors for the two directions of spin; they are ferromagnetic or antiferromagnetic depending on the distance separating two atoms of europium. We also predicted the exchange and separation energies ∆x (d) and ∆x (pd) as well as the exchange constants N0αand N0βrelating to the interactions required by the 3d Ti, 4f Eu and 3d V states. According to the obtained values of these parameters, the MgS doped with vanadium in the ZB structure exhibits an exchange interaction of the antiferromagnetic type; in the Rock-Salt structure, it is the double exchange mechanism. For Ge1-xTixTe compounds, the exchange interaction between Ti atoms is antiferromagnetic. The exchange interaction in the compounds Ge0.75Eu0.25Te and Ge0.75Eu0.25Se is of the RKKY type.

كلمات الباحثين

Semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS), ferromagnétisme, demi-métallicité, FP-LAPW+lo, DFT.

إشراف وإعداد

الإشراف

Athmane Meddour

الإعداد

Zeyneb Abdelli

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