Study of fundamentals physicals properties of the layered BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) by first principles methods
| dc.contributor.author | BOUDIAF, Khadidja | |
| dc.contributor.author | BOUHEMADOU, A. Supervisor | |
| dc.date.accessioned | 2026-09-15T10:31:43Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description | Dans le travail présent, nous avons étudié les propriétés structurales, élastiques, électroniques, optiques, thermoélectriques et thermodynamiques des composées BaFAgCh (Ch = S, Se, Te) qui se cristallise dans une structure de type LaOAgS en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisé (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Pour évaluer l’effet du couplage spin-orbite (SOC), nous avons effectué les calculs à la fois sans et avec l’inclusion du couplage spin-orbite. Nous avons trouvé que l’effet du SOC est non négligeable dans les composés étudiés. Les paramètres structuraux calculés sont en bon accord avec les données expérimentales disponibles. Les constants élastiques des composés monocristallins et polycristallins sont déterminés en utilisant la méthode énergie-déformation. Les composés étudiés sont caractérisés par une forte anisotropie concernant les paramètres structuraux et les constants élastiques. Les structures de bandes d’énergie calculées via le potentiel TB-mBJ révèlent que les trois composés considérés sont des semi-conducteurs à large bande interdite. Les états électroniques formant les bandes d’énergie et la nature des liaisons chimiques sont déterminés à partir des diagrammes des densités d’états électroniques partielles. La dépendance des fonctions optiques (y compris la fonction diélectrique, coefficient d’absorption, indice de réfraction, coefficient d’extinction, la réflectivité et la fonction de perte d’énergie) en énergie des photons est étudiée dans un intervalle d’énergie de 0 à 30 eV. L'origine microscopique des états électroniques responsables des structures des spectres optiques est déterminée. Les spectres optiques présentent une forte anisotropie. Les dépendances des paramètres thermoélectriques (y compris le coefficient de Seebeck, conductivité électrique, conductivité thermique et figure de mérite) en température et en pression sont étudiées en utilisant la théorie semi-classique de transport de Boltzmann basée sur la structure de bande calculée via la méthode FP-LAPW. Les résultats obtenus montrent que les valeurs numériques des paramètres thermoélectriques des composés dopés p sont plus grandes que celles des composés dopés n. Les valeurs optimales de la concentration du dopant et de la température qui correspondent à la valeur maximale de la figure de mérite sont déterminées. C’est valeurs sont très importantes pour guider les travaux expérimentaux. Le modèle quasi-harmonique de Debye en association avec la méthode FP-LAPW, est utilisé pour étudier la dépendance en température et en pression du volume de la maille unitaire, module de compressibilité, capacité thermique, coefficient de dilatation thermique et la température de Debye | |
| dc.description.abstract | In the present work, the structural, elastic, electronic, optical, thermoelectric and thermodynamic properties of the layered BaFAgCh (Ch = S, Se, Te) were investigated using the full potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method in the framework of density functional theory (DFT). To evaluate the spin-orbit coupling (SOC) effect, both the scalar relativistic and full relativistic calculations were performed. The SOC effect is found to be not negligible in the title compounds. The calculated structural parameters are in good accordance with the existing experimental data. The monocrystalline and polycrystalline elastic modules of the title compounds were determined via the energy-strain method. The investigated compounds show a strong anisotropic behavior of the structural and elastic parameters. The calculated electronic band structures using the Tran-Blaha modified Becke-Johnson (TB-mBJ) potential reveal that the three considered systems are large direct band gap semiconductors. The assignments of the energy band electronic states and chemical bonding characters were accomplished with the help of the l-decomposed atomic densities of states diagrams. Frequency-dependent polarized optical functions, including dielectric function, absorption coefficient, refraction index, extinction coefficient, reflectivity and energy loss function, were computed for an energy range from 0 to 30 eV. The microscopic origin of the electronic states that are responsible of the optical spectra structures were determined. The optical spectra exhibit a considerable anisotropy. The FP-LAPW band structure and the semi-classical Boltzmann transport theory were used to study the charge-carrier concentration and temperature dependences of the thermoelectric parameters, including Seebeck coefficient, electrical conductivity, thermal conductivity and figure of merit. Our results show that the values of the thermoelectric parameters of the p-type compounds are larger than that of the n-type ones. The optimal p-type doping concentrations and temperatures that yield the maximum values of the figure of merit of the title compounds were calculated. These are important parameters to guide experimental works. The quasiharmonic Debye model in combination with the FP-LAPW method was used to study the temperature and pressure dependences of the unit cell volume, bulk modulus, heat capacity, volume thermal expansion and Debye temperature | |
| dc.identifier.uri | https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/2584 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Sciences | |
| dc.subject | LaOAgS-type layered crystal | |
| dc.subject | First-principles calculations | |
| dc.subject | DFT | |
| dc.subject | FP-LAPW | |
| dc.subject | GGA | |
| dc.subject | TB-mBJ | |
| dc.subject | Spin-orbit coupling | |
| dc.subject | Structural properties | |
| dc.subject | Elastic modules | |
| dc.subject | Electronic structure | |
| dc.subject | Effective masse | |
| dc.subject | optical functions | |
| dc.subject | Thermoelectric parameters | |
| dc.subject | Thermodynamic properties | |
| dc.title | Study of fundamentals physicals properties of the layered BaFAgCh (Ch=S, Se and Te) by first principles methods | |
| dc.type | Thesis |
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