Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Sidi Bel Abbès - Djillali Liabes
Affiliation
Département d’Electronique
Auteur
BENZINA, Amina
Directeur de thèse
LACHEBI Abdelhadi (Maitre de conférence)
Filière
Electronique
Diplôme
Doctorat
Titre
Etude des Propriétés Structurales, Electroniques et Optiques du Matériau à base de Nitrure AlGaInN par la Méthode ab-initio (FP-LAPW ).
Mots clés
paramètres de réseaux, modules de compressibilités et sa dérivés, gaps, indice de réfraction, fonction diélectrique, la réflectivité et le coefficient d’absorption, FPLAPW (Full Potential Linearized Augmented Plane Wave)
Résumé
Les nitrures des éléments III-V, ont été largement étudiés en raison de leurs applications dans les diodes électroluminescentes DEL, les diodes laser et les photo-détecteurs. L’énergie de la bande interdite « Gap » de ces alliages ternaires ou quaternaires peut être ajustée en fonction de la composition, à des énergies de photons allant de l’infrarouge à l’ultraviolet. Ce gap direct ajustable sur une large gamme, rend ces matériaux très utiles pour les applications photovoltaïques en raison de la possibilité d’inventer non seulement des cellules solaires multi-jonction à haut rendement, mais également les cellules solaires de troisième génération comme les cellules à bandes intermédiaires, reposant uniquement sur les alliages nitrures. L’étude du fonctionnement des différents types de composants électroniques passe par une maîtrise préalable des phénomènes physiques régissant les propriétés des électrons dans le semi-conducteur. En outre, les composants modernes faisant appel à des structures complexes, par ailleurs,la réalisation pratique devient de plus en plus difficile à cause de non garantie d’aboutir à des bons résultats et aussi le coût élevé. Par ailleurs, la nécessité de recourir à des méthodes théoriques afin de prédire de nouveaux composants est devenue indispensable, il s’agit de la simulation. Avec l’apparition d’ordinateurs puissants, de nouvelles méthodes de simulation numérique classiques (la dynamique moléculaire, la Monté Carlo…) ou quantiques (ab initio, semi-empirique ou empirique) ont été développées. Les méthodes classiques peuvent être déterministes ou stochastiques telles que la dynamique moléculaire ou la méthode de Monté Carlo. Elles sont utilisées dans le calcul des propriétés thermodynamiques, structurales et mécaniques des matériaux. Elles reposent sur des modèles empiriques classiques qui permettent la description macroscopique du solide. Contrairement aux méthodes classique, les méthodes quantiques malgré qu’elles sont limitées aux nombres d’atomes, permettent d’accéder aux propriétés microscopiques des matériaux. Ces méthodes sont divisées en trois familles, les méthodes empiriques, les méthodes semi empiriques et les méthodes ab-initio. Le problème majeur dans toutes ces méthodes est de trouver le potentiel d’interaction. Les méthodes empiriques nécessitent des données expérimentales afin d’ajuster les pseudos potentiels à l’expérience, dans cette méthode, il est bien clair qu’on ne peut pas précéder l’expérience, c’est l’inconvénient majeur de cette méthode. Un autre inconvénient, lorsqu’on veut étudier des alliages, ici, malgré que les résultats sont bons pour les binaires, il est difficile de savoir si les paramètres du potentiel des binaires sont transférables pour leurs alliages. Les méthodes semi empiriques, nécessitent les paramètres atomiques et des données expérimentales pour la détermination des structures de bandes. Enfin les méthodes ab-initio, ils sont basées sur la résolution de l’équation de Schrödinger, dans ces méthodes, les données expérimentales ne sont pas nécessaires, il suffit d’introduire le numéro atomique Z. Donc Les méthodes linéarisées mises au point par Andersen: Ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW) et orbitales «muffin-tin » linéarisées (LMTO), permettent de gagner plusieurs ordres de grandeur dans les temps de calcul.
Statut
Validé