Study of physical properties of Siligraphene and its derivatives for different applications

Abstract

Le but de cette thèse est d'étudier le siligraphene et ses dérivées et donner une prédiction de l’utilisation possible de ce matériau dans les cellules photovoltaïques ou comme anode dans des batteries de Lithium. Nous avons utilisé les méthodes des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW) et la théorie fonctionnelle de la densité pour déduire les propriétés optoélectroniques du siligraphene. Ces méthodes sont implémentées dans les codes Wien2k et Quantum espresso. Nos travaux se focalisent sur le siligraphene et ses dérivées et traitent aussi les réponses aux questions ouvertes suivantes :1) comment ouvrir le gap du graphene?2) comment contrôler le gap du graphene par dopage avec le silicium? 3) comment ouvrir et contrôler le gap du graphene par des contraintes ?4) Quelles sont les propriétés magnétiques du carbure de silicium nanosheet dopé par le manganèse ? 5) Est-ce que le siligraphene peut être utilisé comme anodes dans les batteries de Lithium ou d’autres ? Pour répondre à ces questions: Nous avons choisi de doper le graphene par différentes concentrations de silicium pour ouvrir et contrôler son gap. Nous avons montré qu'il est possible d'ouvrir le gap du graphene par le silicium dopé et on a contrôlé le gap en fonction de la concentration de silicium. Ce dopage donne de nouveaux types de matériaux qui s’appellent les siligraphenes. Aussi nous avons appliqué une compression ou une dilatation pour ouvrir ou contrôler le gap du siligraphene. Ce matériau modifié a un potentiel d’application comme anode de batterie de Li-ion. Dans ce cas on pose la question comment améliorer la diffusion des ions de Li sur l’anode de siligraphene ? Pour répondre à cette question nous avons calculé les barrières de diffusion de ce matériau.