Etude théorique des propriétés électroniques et optiques des alliages semiconducteurs binaires et/ou ternaires

Abstract

Dans cette thèse, on a employé la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour étudier les propriétés structurales, électroniques, optiques, élastiques et mécaniques des alliages semi-conducteurs (BeX et MgX, BeSxSe1-x , KInX2 et RbInX2 avec X=S, Se, Te) en utilisant deux codes de calcul dits « ABINIT et CASTEP ». Ces matériaux sont étudiés à l’état fondamental et sous pression. Davantage, les alliages ternaires KInX2 et RbInX2 sont étudiés dans les deux phases : monoclinique et triclinique. En effet, les structures de bandes et les densités d’états « DOS » obtenus montrent que les alliages binaires BeX et MgX et les alliages ternaires BeSxSe1-x sont des semi-conducteurs à large bande interdite indirecte. Par contre les alliages semi-conducteurs ternaires KInX2 et RbInX2 sont à gap direct soit dans la phase monoclinique ou triclinique. Les propriétés physiques des alliages étudiés sont fortement influencées par l’effet de pression et que l’ensemble de ces matériaux sont fragiles à l’exception de BeX qui sont ductiles. En général, nos résultats sont en bon accord avec les résultats disponibles. In this thesis, density functional theory (DFT) has been used to study the structural, electronic, optical, elastic and mechanical properties of semiconductor alloys (BeX and MgX, BeSxSe1-x, KInX2 and RbInX2 with X = S, Se, Te) using two codes "ABINIT and CASTEP". These materials are studied in the ground state and under pressure as well. Furthermore, the KInX2 and RbInX2 ternary alloys are studied in both the monoclinic and triclinic phases. In fact, the band structures and the "DOS" state densities obtained show that the BeX and MgX binary alloys and the BeSxSe1-x ternary alloys are indirect gap semiconductors. On the other hand, the ternary semiconducting alloys KInX2 and RbInX2 have a direct gap either in the monoclinic or triclinic phase. The physical properties of the alloys studied are strongly influenced by the pressure effect and all these materials are fragile except the BeX which are ductile. In general, our results are in good agreement with the available results. في هذه الاطروحة وظفنا نظرية دالية الكثافة (DFT) من أجل دراسة الخصائص البنيوية, الالكترونية, البصرية, المرونية و الميكانيكية لسبائك أشباه النواقل (BeX,MgX, BeSxSe1-x, KInX2, RbInX2 ) TIBIB," وذالك باستعمال البرنامجين ,S,SS,S=X مع هذه السبائك تم دراستها في الحالة الأساسية و تحت الضغط بالإضافة الى أن السبائك الثلاثية ."PT,,ACS KInS2, RbInX2 درست في طورين Triclinique و Monoclinique . بناءا على ذالك فان بنية عصابات الطاقة و كثافة الحالات المتحصل عليها بينت بأن السبائك BeX, MgX, BeSxSe1-x: هي أشباه موصلات غير مباشرة مع فجوة واسعة. و بالعكس سبائك أشباه الموصلات الثلاثية KInX2, RbInX2 ذات فجوة مباشرة في الطورين. الخصائص الفيزيائية للسبائك المدروسة متأثرة بقوة تحت تأثير الضغط و أن جميعها هش ماعدا سبائك BeX فهي صلبة. عموما نتائجنا المتحصل عليها في توافق جيد مع النتائج الموجودة.