Etude théorique des propriétés électroniques et magnétiques des composés intermétalliques

Abstract

الملخص (بالعربية) : في هذا العمل ، قمنا بدراسة الخصائص البنيوية ، المغناطيسية ، الإلكترونية و المرونية لعناصر الارض النادرة ل للسبائك المسمات Laves الثنائية من النوع MgCu2 المكعبة للمركباتet HoCo2 REFe2 (RE = Dy, Er, Ho et Sm) .لوصف تأثيرات الارتباط بدقة كبيرة ، ولتقدير إمكانات ارتباط التبادل ، استخدمنا نظرية الدالة الكثافية (DFT) مع تقريب التدرج المعمم (GGA) و (GGA + U). كما تبين أن ثوابت الشبكة والعزوم المغناطيسية تتوافق جيدًا مع القيم التجريبية المتاحة وفقا لتقريب الانحدار المعمم. قمنا بحساب اللحظات المغناطيسية لـ RE (RE = Dy, Er, Ho et Sm) و Co و Fe في مركباتهم الثنائية ، باستخدام طرق GGA و GGA + U. قيمة العزوم المغناطيسية للعنصر Feوجدناها أعلى من العنصر ، كما أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن طريقة GGA + U هي أفضل لوصف أنظمتنا. قمنا أيضًا بإسقاط الهياكل الإلكترونية والكثافة المستقطبة للدوران (DOS) لمداري RE-4f و Fe-3d. أظهر مركب REFe2 سلوكًا معدنيًا مع كثافة إلكترونية صغيرة متدحرجة للحالات على مستوى Fermi في كل من تقديرات GGA و GGA + U.

الكلمات المفتاحية : السبائك المسمات Laves الثنائية ، كثافة الحالة GGA ، الخصائص المغناطيسية ----------------------------------------------

Résumé (en Français) : Dans cette étude, nous avons étudié les propriétés structurales, magnétiques, électroniques et élastiques des composés intermétalliques terre rares REFe2 (RE = Dy, Er, Ho et Sm) et HoCo2 dans la phase de Laves de structure cubique MgCu2 ( C15). Pour décrire les effets de la corrélation avec une grande précision, et pour estimer le potentiel de d'échange et de corrélation, nous avons utilisé la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) avec l'approximation du gradient généralisé (GGA) et GGA + U ( U: paramètre Hubbard). Les paramètres du réseau et les moments magnétiques à l'état d'équilibre calculés sont en bon accord avec les valeurs expérimentales disponibles. Nous avons calculé les moments magnétiques de RE (RE = Dy, Er, Ho et Sm) et Fe et Co dans leurs composés binaires, en utilisant les méthodes GGA et GGA + U. La valeur des moments magnétiques de Fe s'est avérée supérieur à celui de RE. Les résultats obtenus ont également montré que la méthode GGA + U est la meilleure pour décrire nos systèmes. Nous avons également projeté les structures électroniques et la densité d'états polarisés en spin (DOS) des orbitales RE-4f et Fe-3d. Le composé REFe2 a montré un comportement métallique avec une petite densité électronique d'états au niveau de Fermi dans les approximations GGA et GGA + U.

Les mots clés : phases de Laves binaires, Densité d'états GGA, Propriétés magnétiques

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Abstract (en Anglais) : In this study, the structural, magnetic and electronic characteristics of the cubic MgCu2-type binary Laves phases REFe2 (RE = Dy, Er, Ho et Sm) and HoCo2. compounds have been investigated. To describe the correlation effects with high accuracy, the spin density functional theory (DFT) was used within the generalized gradient approximation (GGA) to estimate the exchange correlation potential and the GGA + U (U: Hubbard parameter) calculations.The parameter of the lattice and magnetic moments at the equilibrium state were found to be in good agreement with the available experimental data. We have calculated the magnetic moments of RE (RE = Dy, Er, Ho et Sm) and Fe and Co in their binary compounds, by using GGA and GGA + U methods. The value of the Fe magnetic moments was found to be higher than that of RE. The obtained results have also shown that the GGA + U method is the best to describe our systems. We have also projected the electronic structures and the spin-polarized density of states (DOS) of the RE-4f and Fe-3d orbital. The REFe2 compound has shown to exhibit a metallic behavior with a small spin-down electronic density of states at the Fermi level in both the GGA and GGA + U approximations.

Keywords : Binary Laves phases Density of states GGA Magnetic properties