Investigation théorique des propriétés électroniques, magnétiques et thermodynamiques des alliages Co2MnZ [Z=Al, Ga]

Abstract

الغرض من هذه الدراسة هو تعزيز فهم الخصائص البنيوية, الالكترونية, المغناطيسية و الحرارية لمركبات Heusler Co2MnAl و Co2MnGa باستعمال نظرية الدالة الكثافية. العمليات الحسابية للبنية الالكترونية تمت باستعمال الطريقة الخطية للموجات المستوية المرفوعة. تمت دراسة الخصائص الالكترونية و المغناطيسية في البنية L21 للمركبات Co2MnAl و .Co2MnGa كما تبين أن ثوابت الشبكة والعزوم المغناطيسية تتوافق مع القيم التجريبية وفقا لتقريب الانحدار المعمم. التأثيرات الحرارية على بعض الخواص الماكروسكوبية على المركبات Co2MnAl و Co2MnGaتم التنبؤ إليها باستعمال النموذج الشبه المتناسق ل Debye حيث تؤخذ الاهتزازات الشبكية بعين الاعتبار. وقد تم الحصول على الاختلافات في ثابت الشبكي، معامل تمدد الحجم، السعة الحرارية ودرجة حرارة Debye مع الضغط ودرجة الحرارة داخل نطاقات 0 GPa إلى 18 GPa و K 0 الى 700 K. ------------------------------------------Résumé : Le but de cette étude est de favoriser la compréhension des propriétés structurales, électroniques, magnétiques et thermiques des composes full-Heusler Co2MnAl et Co2MnGa, en utilisant la théorie fonctionnelle de la densité. Les calculs de la structure électronique seront effectués par la méthode des ondes planes linéairement augmentées et a potentiel total. Les propriétés électroniques et magnétiques des composés Co2MnAl et Co2MnGa dans la structure L21 sont étudiés. Il est montré que les constantes de réseau et les moments magnétiques calculés sont en bon accord avec les valeurs expérimentales selon l’approximation du gradient généralisé. Les effets thermiques sur certaines propriétés macroscopiques des composés Co2MnAl et Co2MnGa sont prédits en utilisant le modèle quasi-harmonique de Debye, dans lequel les vibrations du réseau sont prises en compte. Les variations du constante de réseau, coefficient de dilatation de volume, capacités calorifiques et la température de Debye avec pression et température dans les intervalles de 0 GPa à 18 GPa et 0 K à 700 K ont été obtenus. -------------------------------------------- Abstract : The purpose of this study is to further understanding of the structural, electronic, magnetic, and thermal properties of the full-Heusler compounds, Co2MnAl and Co2MnGa, using density functional theory. Electronic structure calculations will be performed using the full potential linear augmented plane wave. The electronic structures and magnetic properties of Co2MnZ (Z = Al, Ga) compounds with L21 structure are studied. It is shown that the calculated lattice constants and spin magnetic moments are in good agreement with experimental values using the general gradient approximation method. Thermal effects on some macroscopic properties of Co2MnZ (Z = Al, Ga) compounds are predicted using the quasi-harmonic Debye model, in which the lattice vibrations are taken into account. The variations of the lattice constant, volume expansion coefficient, heat capacities, and Debye temperature with pressure and temperature in the ranges of 0 GPa to 18 GPa and 0 K to700 K have been obtained.