Etude et optimisation des propriétés structurales et électroniques du matériau pérovskite SrTiO3: Applications aux capteurs de pression

Abstract

Dans cette thèse, nous présentons une étude de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour déterminer les propriétés structurales, électroniques, élastiques ainsi que les transitions de phase solide-solide induites par la pression de la pérovskite SrTiO3. Ces calculs de premier principe ont été effectués en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) combinée avec l’approximation du gradient généralisé (GGA) développé par Perdew-Burke-Ernzerhor pour les solides (PBEsol). Les paramètres structuraux calculés comme les paramètres de maille, le module de compressibilité B et sa dérivée B sont en bon accord avec les données disponibles et sont utilisés pour analyser la stabilité relative et les transitions de phases sous pression du SrTiO3. Les calculs ont été effectués pour les structures cubique (Pm-3m), tétragonale (I4/mcm, P4/mbm, P4mm) et orthorhombique (Cmcm, Pnma) où nous avons trouvé que la phase tétragonale I4/mcm est la structure la plus stable par rapport aux autres structures à T = 0 K et P = 0 GPa. Pour les calculs des propriétés électroniques, les effets d’échange et de corrélation ont été traités par le potentiel de Tran-Blaha modifiés de Becke Johnson (TB-MBJ) pour améliorer le défaut de la sous-estimation des bandes d'énergie interdites causé par les deux approximations LDA et GGA. Les résultats obtenus sont comparés à des données expérimentales et d'autres calculs théoriques.