Etude de l’influence des défauts ponctuels et du dopage sur les propriétés électroniques et magnétiques dans les semi-conducteurs à base de ZnO et CaO, par calcul ab initio.

Abstract

L’objectif de cette thèse est l’étude de l’influence des défauts ponctuels et du dopage sur les propriétés électroniques et magnétiques dans les semi-conducteurs à base de ZnO et CaO. Nous avons utilisé des calcules ab initio basés sur la théorie de la fonctionnelle densité. L’étude de l’effet des défauts sur le comportement magnétique de ZnO montre que les lacunes de Zn produisent des niveaux accepteurs tandis que les lacunes d’oxygène produisent un niveau donneur profond en bas de la bande de conduction, ces deux types de défauts ne génèrent pas de magnétisme dans ZnO. Alors que l’oxygène dans les intersites ou les antisites fait apparaitre le magnétisme dans ZnO. L’étude de la stabilité des phases montre que la phase ferromagnétique, dans le cas de l'oxygène interstitiel, est plus stable que la phase du moment local désordonné (DLM) (spin-glass) dans le cas de l'oxygène en antisites. Nous avons montré aussi que le mécanisme responsable du ferromagnétisme est le couplage Zener’s double-échange.