Calcul ab-initio des matériaux pour la spintronique

Abstract

Résumé Dans ce travail, nous avons utilisé la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) basé sur la méthode des ondes des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW), pour prédire les propriétés structurales, magnétiques, électroniques et élastiques pour les alliages full-Heusler Co2YZ (Y=Ti, V, Mn et Z= B, In) et leurs surfaces (001) avec la terminaison Y-Z. Nous avons trouvé que les composés étudiés sont plus stables dans la phase ferromagnétique. Les moments magnétiques de spin s’accordent parfaitement avec la règle de Slater-Pauling, sauf l’alliage Co2MnIn qui présente une déviation de cette règle. Les calculs de la structure électronique par LSDA+U, prédisent que le bulk de Co2VB est un demi-métal ferromagnétique et les électrons au niveau de Fermi EF sont complètement polarisés en spin. Cependant, mBJ-LDA prédit Co2TiB, Co2TiIn et Co2Vin d’être des demi-métaux, aussi. Le calcul des propriétés élastiques indique la stabilité mécanique, la rigidité et la ductilité de ces composés. La représentation du module de Young en trois dimensions montre un caractère fortement anisotrope de ce dernier. La demi-métallicité est perdue au niveau de la surface (001) avec la terminaison Y-Z. Abstract In this work, we have used the density functional theory (DFT) based on full-potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method to predict the structural, magnetic, electronic and elastic properties of the full-Heusler alloys Co2YZ (Y=Ti, V, Mn and Z=B, In) and their (001) Y-Z terminated surfaces. We have found that, the studied compounds are more stable in the ferromagnetic order. The calculated spin magnetic moments are in good agreement with Slater-Pauling rule, except to Co2MnIn alloy, which shows a deviation from this rule. The LSDA+U calculations of electronic structure predict that bulk Co2VB Heusler alloy to be a half-metallic ferromagnet and the electrons at EF are fully spin-polarized and the others alloys have a metallic character. However, mBJ-LDA predicts Co2TiB, Co2TiIn and Co2VIn alloys to be half-metals too. The calculation of elastic properties indicates the mechanical stability, the stiffness and the ductility of these compounds. The three-dimensional dependences of Young’s modulus exhibit a strong anisotropic character. We found that the half-metallicity is lost at the (001) Y-Z terminated surface.