Etude des Propriétés Electroniques des Matériaux Ferromagnétiques

Abstract

Dans ce travail nous avons utilisé la méthode des ondes planes linéairement augmentées (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité. Dans la première partie de ce mémoire, nous avons étudié les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des composés MBi (M=V, Cr et Mn). Nos résultats indiquent que tous les composés possèdent la structure NiAs comme phase stable, le MnBi est ferromagnétique tandis que le VBi et le CrBi sont antiferromagnétiques. Vu l’importance technologique de la structure Zinc Blende, nous avons étudié les propriétés électroniques et magnétiques des trois composés dans cette structure. Tous les composés MBi sont ferromagnétiques demi métalliques dans la structure ZB, le moment magnétique total est de 2 μB, 3μB, 4μB pour le VBi, le CrBi et le MnBi respectivement. A la fin de cette partie, et puisque le Bi est un élément lourd, nous avons étudié l’influence de l’interaction spin orbite sur la polarisation au niveau de Fermi des composés MBi. Nous avons trouvé une polarisation P=97.27 %, P=85.49 % et P=81.88 % pour le VBi, le CrBi et le MnBi respectivement. Dans la seconde partie du mémoire, les propriétés magnétiques et électroniques de l’alliage ternaire ZnO1-xNx et les lacunes de Zn dans ZnO ont été déterminées par une étude de premiers principes appliquée à une super cellule de 64 atomes. Nos résultats indiquent que le ZnO dopé avec l’Azote est ferromagnétique demi-métallique, avec un moment magnétique total de 1 μB. Ce moment est principalement localisé sur l’atome d’Azote. La lacune de Zn dans ZnO a pour effet de créer un moment magnétique total égal à 2 μB, avec un moment de 0.8 μB localisé sur les quatre atomes d’Oxygène proches voisins de la lacune du Zn (0.2 μB pour chaque atome) ; le composé Zn31O32 est demi-métallique.