Modélisation au sein de la DFT des propriétés des structures électronique et magnétique et de liaison chimique des Hydrures d’Intermétalliques

DFT modeling of the electronic and magnetic structures and chemical bonding properties of intermetallic hydrides

• Auteur / Autrice : Adel F. Al Alam
• Direction : Samir F Matar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 26/06/2009
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Claude Delmas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Samir F Matar, Claude Delmas, Isabelle Baraille, Volker Eyert, Rainer Pöttgen, Jean-Louis Bobet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Baraille, Volker Eyert

Mots clés

Mots clés libres

Hydrures d'intermétalliques

Dft

Méthode pseudopotentiel

Méthode tous-électrons

Phases de Laves

Phases de Haucke

Effet magnétovolumique

Liaison chimique

Magnétisme itinérant et localisé

Magnétisme covalent

Théorie de Stoner du champ moyen

Terme de contact de Fermi

Intermetallic hydrides, DFT, pseudopotential method, all-electons method, Laves phases, Haucke phases, magnetovolume effect, chemical bonding, itinerant and localized magnetism, covalent magnetism, Stoner mean field theory, Fermi contact term

Résumé

Cette thèse présente une étude modélisatrice de différentes familles d'intermétalliques et de leurs hydrures qui présentent un intérêt à la fois fondamental et appliqué. Deux méthodes complémentaires construites au sein de la théorie de la fonctionnelle densité (DFT) ont été choisies : d'une part celle à base de pseudo potentiels (VASP) pour l'optimisation géométrique, la recherche structurale et la cartographie de localisation électronique (ELF), d'autre part celle de type "tous-électrons" (ASW), pour une description détaillée de la structure électronique, des propriétés de liaison chimique suivant différents schémas et des quantités impliquant les électrons de c\oe ur comme le champ hyperfin. Un accent particulier est mis sur les rôles compétitifs des effets magnétovolumiques par rapport à ceux chimiques (liaison métal-H) dans les phases hydrurées, binaires de Laves (ex. ScFe2) et de Haucke (ex. LaNi5) et ternaires à base de cérium (ex. CeRhSn) et d'uranium (ex. U2Ni2Sn).

This thesis presents an ab initio study of several classes of intermetallics and their hydrides. These compounds are interesting from both a fundamental and an applied points of view. To achieve this aim two complementary methods, constructed within the DFT, were chosen : (i) pseudo potential based VASP for geometry optimization, structural investigations and electron localization mapping (ELF), and (ii) all-electrons ASW method for a detailed description of the electronic structure, chemical bonding properties following different schemes as well as quantities depending on core electrons such as the hyperfine field. A special interest is given with respect to the interplay between magnetovolume and chemical interactions (metal-H) effects within the following hydrided systems : binary Laves (e.g. ScFe2) and Haucke (e.g. LaNi5) phases on one hand, and ternary cerium based (e.g. CeRhSn) and uranium based (e.g. U2Ni2Sn) alloys on the other hand.