Etude de premiers principes des propriétés structurales, élastiques, magnéto-électroniques et thermoélectriques des matériaux half-Heusler RhCrZ (Z=Si, Ge, P, As).

Abstract

الملخص (بالعربية) : بالاعتماد على نظرية دلية الكثافة ، تمت دراسة الخصائص البنيوية، الإلكترونية،، المغناطيسية و الكهروحرارية لمركبات هيسلر . أجريت الحسابات على طريقة الأمواج المستوية الخطية باستخدام برنامج ، لأجل حساب كمون التبادل-ارتباط تم استخدام تقريب التدرج المعمم . أظهرت الحسابات أن البنية الأكثر توازنا للمركبات الثلاثة هي بنية النوع  + فيرومغناطيسية. كما بينت الحسابات أن جميع المركبات المدروسة على أنها مواد فيرومغناطيسية نصف معدنية ذات عزم مغناطيسي 2 كامل . دراسة الخصائص الكهروحرارية أثبتت أن هذه المركبات تمتلك خصائص حرارية عالية مما يعني أنها مناسبة في تطبيقات الأجهزة الكهروحرارية

الكلمات المفتاحية : الخصائص البنيوية،الآلكترونية،المغناطيسية و الكهروحرارية؛مركبات هيسلر.

---------------------------------------------- Résumé (en Français) :

La structure électronique, les propriétés magnétiques et thermoélectriques des alliages demi- Heusler RhCrZ (Z = Si, Ge, P, As) ont été calculées en utilisant les premiers principes de la méthode FPLAPW dans l'approximation du gradient généralisé (GGA). Dans tous les composés, la structure de configuration stable de type  + FM était énergétiquement plus favorable que les structures de type  et de type . Les propriétés élastiques montrent que tous nos composés sont à caractère ductile. Nos calculs ont montré que tous les composés RhCrZ (Z = Si, Ge, P, As) sont des ferromagnétiques demi-métalliques (HMF). Le moment magnétique de spin total par unité de formule en µB suit la règle tot = Ztot -18. La demi-métallicité s'avère robuste par rapport à la compression hydrostatique et tétragonale du réseau. En outre, les propriétés de transport du matériau révèlent des résultats fructueux. Ces matériaux présentent une valeur élevée du coefficient Seebeck et du facteur de puissance avec les valeurs de température ambiante. Les mots clés : Alliages Heusler, Structure électronique, propriétés mécaniques, propriété magnétiques.

---------------------------------------------- Abstract (en Anglais) :

We use the first-principles-based density functional theory with full potential linearized augmented plane wave method in order to investigate the structural, elastic, electronic, magnetic and thermoelectric properties of RhCrZ (Z= Si, Ge, P, As) Half-Heusler compounds. The preferred configurations of the RhCrZ alloys are all in type . The structural parameters are in good agreement with the available theoretical results. The elastic constants Cij confirm their stability in the cubic phase and demonstrate their ductile nature. These compounds RhCrSi, RhCrGe, RhCrP and RhCrAs are found to be halfmetallic ferrimagnets (HMFs). The half-metallicity of RhCrZ (Z= Si, Ge, P, As) compounds can be kept in a quite large hydrostatic strain and tetragonal distortion. Thermoelectric properties of the RhCrZ (Z= Si, Ge, P, As) materials are additionally computed over an extensive variety of temperatures and it is discovered that RhCrAs demonstrates higher figure of merit than RhCrSi, RhCrGe and RhCrP. The properties of half-metallicity and higher Seebeck coefficient make this material a promising candidate for thermoelectric and spintronic device applications.

Keywords : Heusler alloys, Electronic structures, Magnetic properties, Mechanical properties