Etude des premiers principes des propriétés des anti-pérovskites AIICNi3 et AIIICNi3

Abstract

Nous avons effectué des calculs ab-initio des propriétés structurales, élastiques, électroniques et thermodynamiques des anti-pérovskites AIIICNi3 (AIII = Al, Ga, In), en comparaison avec les composés AIICNi3 (AII = Zn, Cd). Nos calculs ont été fait dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), en utilisant la méthode des ondes planes linéairement augmentées avec potentiel complet (FP-LAPW), combinée avec le modèle quasi-harmonique de Debye pour l’étude des propriétés thermodynamiques.Nous avons traité le potentiel d’échange et de corrélation avec les fonctionnelles LDA, GGA-PBE et GGA-PBEsol. Nous donnons dans cette étude un certain nombre de premières prédictions, notamment en ce qui concerne : les paramètres élastiques de AlCNi3 et GaCNi3 ; certains paramètres élastiques polycristallins de InCNi3,ZnCNi3 et CdCNi3 ; les vitesses acoustiques longitudinale, transversale et moyenne dans AlCNi3, GaCNi3 et InCNi3 ; le paramètre de Grüneisen, le coefficient de dilatation thermique, la chaleur spécifique à pression constante, la chaleur spécifique à volume constant, le module de compression isotherme et le module de compression adiabatique, dans les conditions ambiantes, de AlCNi3, GaCNi3et InCNi3. Les matériaux ACNi3 sont mécaniquement stables, élastiquement anisotropes, métalliques, ductiles et loin de la frontière de la fragilité. Les états en haut de la bande valence et en bas de la bande de conduction sont dus majoritairement aux états étendus Ni 3d, mélangés avec des états C 2p. Une singularité de van Hove, résultant principalement d’états Ni 3d, apparaît sous le niveau de Fermi. Les états des atomes A jouent un rôle mineur dans les propriétés électroniques et, par conséquent, dans la liaison chimique des matériaux ACNi3. La liaison chimique dans ces matériaux présente un caractère mixte : métallique, covalente et ionique.