Contribution à l’étude des propriétés physiques des alliages Heusler

Abstract

Les sciences des matériaux ont connu des progrès importants, notamment grâce à l’évolution des méthodes de simulation numérique. Les alliages Heusler, qui ont bien bénéficié de ces avancées et font l’objet de cette thèse. Les alliages Heusler, de formule générale X2YZ pour les Heusler réguliers et inverses et XX’YZ pour les Heusler quaternaires, ont été étudiés à l’aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et de ses extensions, ainsi que de la théorie semi-classique de Boltzmann et de la simulations Monte Carlo. Les Heusler réguliers Co2MnSi et Co2MnGe sont ferromagnétiques, demi-métalliques et ont une forte polarisation de spin à température ambiante. Les Heusler réguliers Fe2TiSi et Fe2TiSn sont des matériaux thermoélectriques, ont une excellente stabilité mécanique jusqu’à 1000K. Le Heusler inverse ferrimagnétique Mn2RhSi de nature demi-métallique possède un gap de 0.85eV dans la bande de spin majoritaire calculé avec r2SCAN, et une température de Curie supérieure à la température ambiante. Les Heusler quaternaires ferrimagnétiques CrVTiAl, CrVZrAl et CrVHfAl, de nature semi-conductrice, exhibent d’excellentes propriétés thermoélectriques, particulièrement CrVTiAl et CrVHfAl. Les Heusler réguliers Pd2TmSn, Pd2YbSn et Pd2LuSn présentent une supraconductivité à basse température (Tc < 3K) due à un couplage électron-phonon modéré. La théorie d’Eliashberg, couplée à des calculs DFT, permet d’estimer avec précision ce couplage et de prédire les températures critiques qui ont en bon accord avec les données expérimentales.