Impact Du Polytypisme Sur La Structure Électronique De L’oxyde De Zinc (zno) : Etude De Premier Principe
2021
Thèse de Doctorat
Physique

Université Ahmed Ben Bella - Oran 1

M
MENAD Abdelkader

Résumé: Ces dernières décennie sont été témoin d'un grand intérêt tant sur le plan fondamental que technologique suscité par l'oxyde de zinc ZnO, un semi-conducteur II - VI à large bande interdite (3 .4 eV , correspondant au proche ultra violet) faisant de lui un excellent candidat pour de s'applications optoélectroniques (conception de détecteur et de diode lase r ..), photovoltaïques , piézoélectriques et thermiques . Dans ce travail de thèse , on présente une vue théorique claire et systématique de la structure électronique de certains polytypes du ZnO : la structure cubique - 3 C (cubique à face centrée ), les phases hexagonales (2 H, 6 H e t 4 H) e t une s tr uc tur e té tr a g o na le de ty p e B C T - 4 (g r o up e d'e s pa c e P42/mnm). L a méthode théorique utilisée est une méthode très performante de premier principe (i.e ., la théorie de la DFT , la théorie fonctionnelle de densité ) de type - pseudo potentiel. Toutes les phases - c ristallographiques étudiées montrent une très forte stabilité thermodynamique, vu la très faible déférence d'énergie structurale entre ces phases et la phase de l'état fondamentale - 2 H. Ce résulta ouvre la voie à la possibilité de croissance de la structure cubique - 3 Cet de sphases WZ - 4 H et 6 H par des méthodes modernes de croissance par jets moléculaires comme la MB E. Le calcul des constantes élastiques , et des courbes de dispersion des phonons, montrent de façon claire que tous les poly types du ZnO sont élastiquement et dynamiquement stables . L e calcul de la structure de bande des poly types de ZnO, montre que le ZnO conserve non seulement une valeur importante du gap (3 .3 8 - 3 .4 8 eV ), mais surtout garde sa nature directe du gap. La variation du gap varie q ua s i- liné a ir e me nt ave c l'hé x a g o na lité de s p o ly ty p e s (3 C , 6 H, 4 H e t 2 H). C e qui ouvre la possibilité très intéressante de pouvoir faire de ' l'engineering du gap', c 'est- à - dire , de pouvoir moduler la bande interdite du ZnO , juste en changeant les séquences d'empilements (i.e ., le polytypisme ) et éviter donc d'autres stratégies comme la pression ou l'utilisation des alliages (qui permet d'ajuster la bande interdite en fonction de la composition d'alliage ).

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