Etude ab-initio de composés ternaires de structures dérivants du prototype AlB2

Abstract

Dans ce travail on s’est intéressé, de point de vue plus général, à mieux comprendre et analyser le comportement structural et supraconducteur des composés intermétalliques supraconducteurs MAlGe (M=Ba, Sr). Ces derniers sont synthétisés et se cristallisent dans la structure SrPtSb. Les calculs ab initio ont été effectués par la méthode des projecteurs de l’onde augmenté (PAW) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) implémentée dans le code Abinit et la méthode de pseudo-potentiels à norme conservée de type de Troullier-Martins dans le cadre de la perturbation de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFPT) avec le code Quntum Expresso. L’énergie d’échange et de corrélation a été traitée à l’aide de l’approximation du gradient généralisé de Perdew-Burke-Ernzerhof (GGA-PBE) et celle de la densité locale (LDA) avec la paramétrisation de Perdew-Wang des données de Ceperley et Alder. Les résultats structuraux et dynamiques montrent une instabilité du composé SrAlGe avec la structure SrPtSb, et ne correspond donc pas à un véritable minimum d'énergie. L'analyse détaillée de cette instabilité à partir du spectre de phonons révèle le véritable minimum qui correspond à la structure ScAuSi, structure d’une cellule unitaire doublée de la structure SrPtSb, avec un empilement spécifique des couches AlGe en nid d'abeille. Cette structure représente une configuration stable et permet de reproduire précisément la température de transition supraconductrice expérimentale. Le composé BaAlGe présente une stabilité énergétique et mécanique dans les structures SrPtSb et Ni2In, mais il l’est davantage dans la structure Ni2In. La stabilité structurale de ce composé est restée opaque comme ses propriétés dynamiques n’ont fait l’objet d’aucune étude. Ces propriétés seront ainsi prédictives pour les travaux de recherche dans le futur.