Etude théorique par calcul ab-intio des effets de la boruration des métaux sur les propriétés électroniques et mécaniques

Abstract

Dans la première partie de ce travail, les propriétés structurales, élastiques, électroniques, dynamiques des composés binaires LaB6 et LaB4 ont été étudiées via la méthode des pseudopotentiels et ondes planes (PP-PW) basée sur la DFT et la DFPT, en utilisant les trois approximations (GGA, LDA et LDA+U) implémentée dans le code ABINIT. Les paramètres du réseau obtenus pour les deux composés sont en bon accord avec les données expérimentales et théoriques. Le calcul des constantes élastiques, les modules d'élasticité (B, G et E) et le coefficient de poisson (ν) montrant que les deux composés sont mécaniquement stables, anisotropes et fragiles. L’analyse des bandes d’énergie et les densités d’états des composés binaires LaB6 et LaB4 montre le caractère métallique de ces matériaux ainsi l’existence d’une liaison à double caractère covalente-ionique entre les atomes Lanthane et Bore. Les courbes de dispersion des phonons illustrent la stabilité dynamique de ces composés. Les densités calculées des phonons révèlent que les modes acoustiques sont principalement dus à la vibration de l'atome de lanthane et que les modes optiques sont dus à la vibration de l'atome de bore. Les propriétés thermodynamiques ont été déterminées à partir des densités d’états des phonons calculées. L’étude par la méthode ab-initio de la stabilité du La2B dans plusieurs structures de type RX2 (Fe2B, Cr2B, Be2B, Ag2Te, Zn2Mg, Al2Cu, Cu2Mg, Ag2O, AlB2 et FeS2) fait l’objet de la deuxième partie. Afin de vérifier la stabilité mécanique, dynamique du La2B dans ces différentes structures, un calcul des constantes élastiques et les dispersions des phonons est effectué. L’analyse des résultats obtenus, prouve la stabilité de La2B dans la structure cubique FeS2. Mots Clés: Borure de lanthane, DFT, DFPT, ABINIT, Elastiques, Phonons, Propriétés et Thermodynamiques.