Contribution À L'étude Des Propriétés Physiques Des Alliages Ternaires Chalcogénures X2sb2se5(x=ge,sn) Et Sn2sb2s5 Pour Les Applications Électroniques Et Thermoélectriques

Résumé: Les recherches sur les matériaux à changement de phase au cours des dernières décennies ont été largement décrites. Le matériau chalcogénure Ge2Sb2Te5 est le matériau prototype à changement de phase. L'effet du remplacement de Ge par Sn et Te par Se et S a été étudié pour une compréhension systématique et la prédiction de nouveaux candidats potentiels pour les applications optoélectronique et thermoélectrique. Les propriétés structurales, élastiques, optoélectroniques et thermoélectriques des alliages ternaires chalcogénures Ge2Sb2Te5, Sn2Sb2Se5 et Sn2Sb2S5 ont été étudiées dans les deux phases hexagonale et orthorhombique en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW). Les calculs optoélectroniques ont été effectués en utilisant l'approximation du gradient généralisé développée par Perdew-Burke-Emzerhof (PBE-GGA) et le potentiel modifié de Becke-Johnson (mBJ). Les propriétés structurales calculées tels que les constantes de réseau d'équilibre, le module de compressibilité sont en bon accord avec les données disponibles. Les propriétés élastiques de la structure hexagonale des matériaux sont déterminées. Toutes les constantes élastiques obéissent aux critères de stabilité suggérant que les matériaux sont mécaniquement stables. Les calculs de structure de bande électronique et de densité d'états montrent que ces composés ont une bande interdite d'énergie directe Γ-Γ et un comportement semi-conducteur. Les calculs des spectres optiques tels que les parties réelle et imaginaire de la fonction diélectrique, l'indice de réfraction et le coefficient d'absorption sont également effectués pour nos matériaux. Les résultats obtenus sont prédictifs et servent de bonnes références pour de futurs travaux expérimentaux. Nous avons également étudié les propriétés thermoélectriques en calculant les coefficients de transport tels que le coefficient Seebeck, le figure de mérite, le facteur de puissance, la conductivité électrique et la conductivité thermique en fonction du potentiel chimique. Les matériaux offrent un coefficient d'absorption élevé, un coefficient Seebeck élevé et un figure de mérite proche de 1. Par conséquent, Ge2Sb2Se5, Sn2Sb2Se5 et Sn2Sb2S5 pourraient être des matériaux prometteurs pour des applications thermoélectriques et photovoltaïques.

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