Simulation de propriétés électroniques dans des hydrures de composés intermétalliques

Abstract

Le but de ce travail est d’étudier les propriétés structurales, électroniques et optiques des composés ternaires LiAlH4 et Li3AlH6, dans leur phase γ. Pour cela on a utilisé la méthode des ondes planes augmentées linéarisées (LAPW) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité(DFT) implémentée dans le code Wien2K Les paramètres de structure sont obtenus à l’équilibre en minimisant l’énergie totale en fonction du volume, les structures de bandes , la densité de charge et la densité d’état sont aussi étudiées, la même chose pour les propriétés optiques oû la partie réelle, imaginaire, l’indice n(ω) de réfraction , la réflectivité ,la perte d’énergie de l’électron ,et le coefficient I(ω) d’absorption, sont calcules en fonction du photon incident. Dans le calcul on a utilisé l’approximation du gradient généralisé (GGA), on détermine les propriétés électroniques et optiques . pour les phases γ-LiAlH4 orthorhombique (pnma) et γ-Li3AlH6 cubique () Les résultats obtenus montrent que ces composés ont des structures électroniques différentes. Le maximum de la bande de valence est au point Γ et les minimums des bandes de conduction sont situés aux points Γ, avec un gap direct ( Γ- Γ ) isolant pour γ-LiAlH4 et tandis qu'aucun intervalle n'est observé dans le composé métallique γ-Li3AlH6. Dans ce dernier, deux bandes distinctes dans la bande de valence résultent de l'hybridation entre les orbitales hydrogène et les orbitales atomiques métalliques . L’interaction ionique pour la densité de charge, et les propriétés optiques permettent de calculer les coefficients d’optique. Les résultats sont en bon accord avec les données expérimentales et les calculs théoriques.

The aim of this work is to study the structural, electronic and optical properties of the ternary compounds ( LiAlH4 and Li3AlH6,) in their (–γ) phase. For this purpose, the linearized augmented plane wave (LAPW) method was used within the framework of the density functional theory (DFT) implemented in the Wien2K code The structure parameters are obtained at equilibrium by minimizing the total energy as a function of volume, band structures, charge density and state density are also studied, the same for optical properties where the real, imaginary part, the refractive index n(ω), the reflectivity, the energy loss of the electron, and the absorption coefficient I(ω), are calculated as a function of the incident photon. In the calculation we used the generalized gradient approximation (GGA), we determine the electronic and optical properties. for the orthorhombic γ-LiAlH4 (pnma) and γ-Li3AlH6 cubic (Fd3 ̅) phases)In the calculation we used the generalized gradient approximation (GGA), we determine the electronic and optical properties. for the orthorhombic γ-LiAlH4 (pnma) and cubic γ-Li3AlH6 (Fd3 ̅) phases The results obtained show that these compounds have different electronic structures. The maximum of the valence band is at the Γ point and the minimums of the conduction bands are located at the Γ points, with a direct gap ( Γ- Γ ) insulating for γ-LiAlH4 and while no interval is observed in the metallic compound γ-Li3AlH6. In the latter, two distinct bands in the valence band result from hybridization between hydrogen orbitals and metallic atomic orbitals. The ionic interaction for charge density, and optical properties allow to calculate optical coefficients. The results are in good agreement with the experimental data and theoretical calculations.