Étude par DFT des polymorphes du nitrure de gallium.

Abstract

Le nitrure de gallium (GaN) présente des performances exceptionnelles lorsqu’il est utilisé dans des dispositifs optoélectroniques. Cependant, la fabrication de ce composé n’est pas facile, en raison des difficultés de croissance. La connaissance des propriétés physiques du GaN, sous ses différentes formes allotropiques, revêt une grande importance pour le développement de nouvelles applications pratiques de ce matériau. L’objectif de ce mémoire est d’étudier les propriétés structurales, élastiques et thermodynamiques des trois polymorphes du GaN : Zinc blende, Rocksalt et Wurtzite. A cet effet nous avons mené des simulations atomistiques en utilisant le code CASTEP. Nos calculs sont basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et la méthode des pseudo-potentiels couplée aux ondes planes. Nous avons pu reproduire l’ensemble des propriétés (structurales, élastiques et thermodynamique du polymorphe le plus stable du GaN, à savoirs le polymorphe wurt zite. Nos résultats sont en bon accord avec les résultats éperimentaux. En ce qui concerne les deux autres polymorphes, rocksalt et zinc blende, nos résultats, relatifs aux propriétés élastiques et thermodynamiques, constituent des prédictions car des mesures expérimentales de ces propriétés n’ont pas encore étaient réalisées.