Etude des propriétés structurales, thermodynamiques, électroniqueet optiques des matériaux de type ABO

Abstract

الملخص(بالعربية): تم إجراء حسابات المبادئ الأولى على مركب SrMoO4الذي كان موضع اهتمام نظرًا لخصائصه الفيزيائية المهمة من الناحية التكنولوجية. تم فحص الخصائص البنيوية والحرارية والإلكترونية والضوئية لهذا المركب تحت ضغط منخفض (BP) من خلال طريقة الموجة المستوية المعززة خطيًا مع كمون كلي (FP-LAPW) في إطار نظرية الكثافة الوظيفية. لقد وجد أن انتقال الطور من الزركون إلى شيلؔيت يحدث عند ضغط سلبي. خصائص الحالة الأرضية المحسوبة في بنية شيلؔيت تتوافق جيدًا مع البيانات المنشورة مسبقًا. باستخدام نهج Becke Johnson المعدَّل مؤخرًا منطرفTran Blaha ، قمنا أيضًا بدراسة بنية النطاق الإلكتروني لهذا المركب والتي تُظهر سلوك أشباه الموصلات بفجوة نطاق مباشرة تبلغ 4.30 فولت في طور شيلؔيت، في حين تم العثور على فجوة النطاق 2.18 فولت في طور الزركون. تم حساب الخصائص الديناميكية الحرارية المختلفة بما في ذلك معامل تمدد الحجم الحراري والسعات الحرارية بأحجام وضغوط ثابتة عبر نموذج Debye شبه التوافقي عند درجات حرارة مختلفة (0-1000 كلفن). علاوة على ذلك، تمت دراسة الخصائص البصرية مثل وظيفة العزل المعقدة ، معامل الانكسار ، والأطياف الانعكاسية للموجات الكهرومغناطيسية الساقطة في نطاق طاقة يصل إلى 14 فولت. تم تحليل ومناقشة المساهمات في قمم التحولات المختلفة في الأطياف الضوئية باستخدام الجزء المعتمد على الطاقة التخيلية لوظيفة العزل الكهربائي

الكلمات المفتاحية: نظرية الكثافة الوظيفية ,هياكل من الزركون والشيليت ,المرحلة الانتقاليةالبنيوية ,الخصائص الكهروضوئية ,الخصائص الحرارية ----------------------------------------------Résumé (en Français) : Les calculs de premier principe ont été effectués sur le composé SrMoO4 qui a été intéressant en raison de ses propriétés physiques technologiquement importantes. Les propriétés structurales, thermiques, électroniques et optiques de ce composé ont été étudiées sous basse pression (BP) grâce à la méthode des ondes planes linéairement augmentées avec potentiel total (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie fonctionnelle de la densité. On constate que la transition de phase de la structure de type zircon à la structure de type scheelite se produit à pression négative. Les propriétés de l'état fondamental calculées dans la structure de scheelite sont en bon accord avec les données publiées antérieurement. En utilisant l'approche de Becke Johnson modifiée par Tran Blaha récemment développée, nous avons également étudié la structure de bande électronique de ce composé qui montre le comportement semi-conducteur avec une bande interdite directe de 4,30 eV dans la phase scheelite, alors que la bande interdite est de 2,18 eV dans la phase zircon. Diverses propriétés thermodynamiques y compris le coefficient de dilatation du volume thermique et les capacités thermiques à volumes et pressions constants, ont été calculées via le modèle quasi-harmonique de Debye à différentes températures (0-1000 K). En outre, les propriétés optiques telles que la fonction diélectrique complexe, l'indice de réfraction, et les spectres de réflectivité du composé titré ont été étudiées pour les ondes électromagnétiques incidentes dans une gamme d'énergie allant jusqu'à 14 eV. Les contributions à divers pics de transitions dans les spectres optiques sont analysées et discutées à l'aide de la partie imaginaire dépendant de l'énergie de la fonction diélectrique.

Les mots clés :La théorie fonctionnelle de la densité ,Structures de type zircon et scheelite ,Transition de phase structurale ,Propriétés optoélectroniques ,Propriétés thermiques

----------------------------------------------

Abstract (en Anglais) :

First principlescalculations were carried out on the SrMoO4 compound, which has been of interest owing to its technologically important physical properties. The structural, electronic, optical and thermal properties of this compound have been investigated under low pressure (LP) through the full potential linearized augmented plane wave method (FP-LAPW) within the framework of density functional theory. It is found that the phase transition from zircon to scheelite type structure occurs at negative pressure. The calculated ground state properties in scheelite structure are found to be in good accord with previously published data. Using the recently developed Tran Blaha-modified Becke Johnson approach, we have also studied the electronic band structure of this compound which shows the semiconducting behavior with a direct band gap of 4.30 eV in the scheelite phase, whereas the band gap is found to be 2.18 eV in the zircon phase. Various thermodynamic properties including the thermal volume expansion coefficient and heat capacities at constant volumes and pressures were calculated via the quasi-harmonic Debye model at different temperatures (0–1000 K). Furthermore, optical properties such as complex dielectric function, refractive index, and reflectivity spectra of the titled compound were studied for incident electromagnetic waves in an energy range up to 14 eV. The contributions to various transitions peaks in the optical spectra are analyzed and discussed with the help from the energy dependent imaginary part of the dielectric function.

Keywords :Density functional theory, Zircon and scheelite type structures ,Structural phase transitionOptoelectronic properties ,Thermal properties