Étude Ab initio et Monte Carlo des propriétés magnétiques et électroniques des DMSs dopés avec les Métaux de Transition : GaN et GaAs

Abstract

Dans cette thèse, nous avons réalisé une étude théorique utilisant des calculs Ab initio via la méthode Korringha Kohn Rostoker (KKR) (KKR-CPA) basée sur la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) que nous décrirons en détail ci-dessous, à côté des différentes approximations utilisées dans les calculs. Ceci afin d'étudier les propriétés électroniques/magnétiques de deux des plus importants semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS) dopés avec des métaux de transition (TM). Les DMS sont très utiles/beaucoup plus intéressants lorsqu'ils sont dopés avec des impuretés magnétiques (TM), ce qui en fait des matériaux très importants pour le développement de dispositifs spintroniques. Les principaux matériaux utilisés dans nos calculs sont le nitrure de gallium (GaN)/l'arséniure de gallium (GaAs), les deux sont des semi-conducteurs III-V à gap directe. Le premier matériau est le GaN que nous avons dopé avec le manganèse (Mn), pour différentes concentrations d'impuretés magnétiques, nous avons calculé la densité d'états (DOS) pour chaque concentration de dopage. Il montre un comportement semi-métallique/un état ferromagnétique en particulier pour Ga0.95Mn0.05N. En outre, la magnétisation/la susceptibilité suivant la température ont été calculées en utilisant la simulation de Monte Carlo pour différentes tailles de système, afin d'étudier l'effet de taille. De plus, la température de transition a été déduite de la susceptibilité. Le deuxième matériau est du GaAs dopé au fer (Fe)/au nickel (Ni), nous avons étudié l'effet de chaque taux d'impuretés magnétiques insérées dans la structure, sur les propriétés magnétiques/électroniques du matériau/le phénomène de rotation de Faraday.