Characterization by ab initio calculations on the physical properties of Yttrium based compounds for thermoelectric applications

Abstract

La physique des solides joue un rôle important dans la technologie actuelle. Parmi ces matériaux , les semi-conducteurs IIIB-N (ScN, YN, LaN) et leurs mélanges IIIB-IIIB-NA et IIIB-N-VA qui sont basés sur d'Yttrium, ces matériaux ont une efficacité très importante lorsqu'ils sont utilisés dans le développement de nouvelles technologies. De nos jours, les méthodes de types ab initio se révèlent de plus en plus comme étant un outil de choix pour interpréter à l’échelle microscopique les observations . Les propriétés physiques des composés IIIB-N (ScN, YN, LaN) et leurs mélanges IIIB-IIIB-NA et IIIB-N-VA sont calculées par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et la méthode des pseudo potentiels couplés avec les ondes planes (PP-PW) à l'aide du programme CASTEP. Nous avons calculé les propriétés structurales et élastiques (constantes élastiques Cij et Sij, et module d'élasticité : module de compression B, module de cisaillement G, module d'Young E, module de Poisson ν, ainsi que module d'Young, module de Poisson et vitesses de propagation des élastiques longitudinales et transversales ondes selon différentes directions cristallographiques, Calcul de la température de Debye pour Y1-xMxN (Sc = M, La) et YN1-xBx (Sb, As, P = B ), propriétés électroniques (bandes d'énergie, densité d'états total DOS et états partiels TDOS), propriétés optiques (coefficient diélectrique réel ε� et imaginaire ε, indice de réfraction n, coefficient d'extinction k, coefficient d'absorption, réflectivité) et phonon (la courbe de dissipation des phonons et la densité d'états des phonons). Les résultats obtenus sont en bon accord avec les résultats expérimentaux disponibles et les calculs théoriques et d'autre part ce sont des prédictions fiables comme référence.