A theoretical study on physical properties of 2D hexagonal nanostructured materials

Abstract

Dans cette thèse, nous avons étudié théoriquement, en utilisant des calculs ab initio, la structure électronique des nanostructures graphène, silicene et germanene. Nous avons montré tout d'abord que, la variation de l’inter-distance de la bicouche de graphène affecte les propriétés électroniques qui dépendent fortement des configurations d'empilement. Les interactions, dans un tel système, conduisent à l'ouverture de l'énergie de la bande interdite qui rend ce système extrêmement attrayant pour des dispositifs électroniques et des applications optoélectroniques. Une étude similaire a été également étendue au silicene et germanene comme des systèmes bicouches qui donnent des comportements et des résultats proches.

Nous avons également conçu un modèle de la double structure hexagonale sur la base des éléments adsorbées (Fe, Co, ou Ni) interagissant avec une feuille de graphène. On constate que les systèmes Co-graphène et Fe-graphène sont ferromagnétiques avec une forte polarisation des spins, tandis que le système Ni-graphène reste non magnétique. Des calculs Monte Carlo montrent que le système Co-graphène a une haute température critique ; cette caractéristique est très utile dans le domaine de la spintronique. En plus de cela, nous avons proposé et examiné une nouvelle structure hexagonale pour les atomes C, Si et Ge. Il se trouve que, cette nouvelle structure hexagonale a modifié les propriétés électroniques, figurant dans les géométries hexagonales simples.