Electronic Structure and Computational Methods Applied to Some Nanomaterial Compounds by Means of Monte Carlo Simulation and Ab Initio Calculations

Abstract

On a utilisé la simulation Monte Carlo afin d'étudier la compensation et les comportements critiques de certains systèmes ferrimagnétiques à spins mixtes tels que les spins mixtes-(7/2,3), (7/2,3/2) et (7/2,5/2), on a choisi le modèle d'Ising car il est considéré comme le modèle le plus simple qui permet de décrire de nombreux systèmes réels. On a introduit l'algorithme Metropolis pour calculer la moyenne canonique de certaines grandeurs physiques, en outre, nous avons examiné l'effet des ions anisotropes sur les aimantations, de nombreux diagrammes de phase à l’état fondamental ont été établis. Nous avons observé plusieurs comportements de ces spins mixtes tels que : La température de compensation, plusieurs types de courbes ont été tracées. D'autre part, les propriétés électroniques et magnétiques structurales du composé delafossite CuFe0.96Ga0.04O2 dopé par Ga ont été étudiées en utilisant les calculs ab initio et la simulation Monte Carlo. Ces calculs sont basés sur la théorie fonctionnelle de la densité en utilisant le code Wien2k, qui utilise aussi, la méthode des ondes planes augmentées linéaires à plein potentiel FPLAW et l'approximation du gradient généralisé polarisé en spin de la fonction d'échange-corrélation de Perdew, Burke et Ernzerhof (PBE), avec une correction supplémentaire pour les interactions coulombiennes des sites ሺ𝐺𝐺𝐴 ൅ 𝑈ሻ. Les résultats simulés montrent qu'un idéal Delafossite dopé par Ga est antiferromagnétique. De plus, nous avons exploré les interactions de couplage de spin jusqu'au troisième proches voisins ainsi que le couplage entre les couches adjacentes afin d'examiner le magnétisme et les propriétés thermodynamiques. De plus, on a rapporté les propriétés magnétiques de cet élément en utilisant la simulation Monte Carlo. Certains résultats ont été comparés avec d'autres travaux de littérature.