Etude des propriétés structurales et magnétiques des semi-conducteur Cu2O dopées avec les métaux de transition

Abstract

Dans notre thèse nous étudions les propriétés magnétiques et optiques du dopage de Cu2O avec Co. Nous avons étudié d'abord les propriétés électroniques et structurelles de Cu2O en utilisant l'optimisation de la constante de réseau qui est de 4,18 Aº. Le gap d’énergie calculé se trouve entre 0,825 eV et 1,5 eV, ces valeurs sont en accord avec les résultats expérimentaux. Les atomes Co sont insérés dans Cu2O au moyen de la théorie fonctionnelle de densité (DFT) en utilisant les approximations LSDA, LSDA + U et LSDA + MBJ dans le code WIEN2k, basé sur le modèle de supercell en mettant 12, 24 et 48 atomes dans (1 × 1 × 2), (1 × 2 × 2) et (2 × 2 × 2) supercell respectivement avec un ou deux atomes de cuivre étant remplacés par des atomes de cobalt. La différence d'énergie entre le couplage ferromagnétique et antiferromagnétique des spins situés sur le Co de remplacement ont été calculés afin d'obtenir un meilleur couplage d'échange magnétique pour ce composé particulier. Le composé étudié présente des moments magnétiques entiers stables de 2 μB et 4 μB lors du dopage avec 2 atomes de Co. Les propriétés optiques ont également été trouvées . Les résultats obtenus dans cette étude démontrent l'importance de l'effet magnétique dans Cu2O.