Etude des propriétés physiques des clusters de Germanium dopés pour les composants optoélectroniques

Abstract

Dans cette thèse, nous étudions une théorie systématique pour calculer les propriétés structurelles, énergétiques, électroniques et magnétiques des clusters SiGen, SeGen ainsi que GaGen de taille de cluster n de 1 à 20 atomes, en utilisant la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) dans le cadre d'une approximation de gradient généralisé (GGA) implémenté par le programme de simulation SIESTA. Nous sommes parvenus à déterminer les structures les plus stables pour tous les clusters étudiés, et la stabilité relative a été étudiée en calculant l'énergie de liaison pour chaque atome Eb/atom et l'énergie de fragmentation Ef, la différence d'énergie de second ordre Δ2E, en plus de calculer les propriétés électroniques et magnétiques en trouvant la gap d'énergie HOMO-LUMO, l'affinité électronique verticale VEA, le potentiel d'ionisation vertical VIP et la dureté chimique η ainsi que les valeurs du moment magnétique total μ. Nous avons également étudié les propriétés optiques des clusters SiGen (n = 1-20) en calculant et en discutant les spectres d'absorption optique basés sur le code de simulation OCTOPUS selon la théorie fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT).

In this thesis, we study a systematic theory to calculate the structural, energetic, electronic and magnetic properties of SiGen, SeGen as well as GaGen clusters of cluster size n from 1 to 20 atoms, using density functional theory (DFT) within generalized gradient approximation GGA implemented in SIESTA simulation package. We have come to determine the most stable structures for all the studied clusters, and the relative stability was studied by calculating the binding energy for each atom Eb/atom and the fragmentation energy Ef, the second order energy difference Δ2E, in addition to calculating the electronic and magnetic properties by finding the HOMO-LUMO gap, the vertical electronic affinity VEA, the vertical ionization potential VIP and the chemical hardness η as well as the values of the total magnetic moment μ. We also studied the optical properties of SiGen clusters (n = 1-20) by calculating and discussing the optical absorption spectra based on the OCTOPUS simulation code according to the time-dependent density functional theory (TDDFT).