مساهمة في دراسة تاثير درجة الحرارة و الضغط على بعض الخصائص الفيزيائية لثنائي هدريد السكانديوم ScH₂ باستعمال دالية الكثافة

Abstract

في هذا العمل، تم إجراء دراسة على ثنائي هيدريد السكانديوم (ScH₂) باستخدام برنامج المحاكاة WIEN2k، وذلك بالاعتماد على الحسابات المبنية على المبادئ الأولية (initio ab)، ضمن إطار نظرية دالية الكثافة (DFT)، وبالاعتماد على قاعدة الأمواج المستوية المزادة خطيًا (FP-LAPW)، مع استخدام كمون كامل في تقريب التدرج المعمم (GGA). من خلال هذا النهج، تم تحديد الخصائص البنيوية للمركب، بما في ذلك ثابت الشبكة البلورية ومعامل الانضغاطية. كما شملت الدراسة تحليل الخصائص الترموديناميكية لثنائي هيدريد السكانديوم باستخدام النموذج الشبه الهرموني لديباي (Quasi-harmonic Debye model)، المدمج في برنامج Gibbs، حيث تم تقييم تأثير كل من الحرارة والضغط على الحجم، ومعامل الانضغاطية (B)، ومعامل التمدد الحراري (α)، والسعة الحرارية عند ثبوت الحجم (Cv) وعند ثبوت الضغط (Cp)، بالإضافة إلى حساب درجة حرارة ديباي (θ_D). وفي الأخير، تم فحص الخصائص الإلكترونية من خلال حساب كل من كثافة الحالات الكلية وبنية عصابات الطاقة لمركب ScH₂.

In this work, a study was conducted on scandium dihydride (ScH₂) using the WIEN2k simulation program, based on ab initio calculations within the framework of Density Functional Theory (DFT), employing the Full-Potential Linearized Augmented Plane Wave method (FP-LAPW) with a full potential under the Generalized Gradient Approximation (GGA). This approach enabled the determination of structural properties such as the lattice constant and bulk modulus. The thermodynamic properties of ScH₂ were also investigated using the quasi-harmonic Debye model, implemented in the Gibbs program. The study examined the effects of temperature and pressure on the volume, bulk modulus (B), thermal expansion coefficient (α), heat capacity at constant volume (Cv) and at constant pressure (Cp), as well as the Debye temperature (θ_D). Finally, the electronic properties were analyzed through the calculation of the total density of states and the band structure of the ScH₂ compound

Dans ce travail, une étude a été menée sur le dihydrure de scandium (ScH₂) en utilisant le programme de simulation WIEN2k, basée sur des calculs ab initio dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), en adoptant la méthode des ondes planes augmentées linéairement (FP-LAPW) avec un potentiel complet dans l’approximation du gradient généralisé (GGA). Cette approche a permis de déterminer les propriétés structurales, notamment la constante du réseau cristallin et le module de compressibilité. Les propriétés thermodynamiques du ScH₂ ont également été étudiées à l’aide du modèle quasi-harmonique de Debye, intégré dans le programme Gibbs, en examinant l’effet de la température et de la pression sur le volume, le module de compressibilité (B), le coefficient de dilatation thermique (α), la capacité calorifique à volume constant (Cv) et à pression constante (Cp), ainsi que la température de Debye (θ_D) Enfin, les propriétés électroniques ont été analysées à travers le calcul de la densité d’états totale et de la structure de bande du composé ScH₂