Investigation théorique par la méthode FP-LAPW des propriétés optoélectroniques et thermodynamiques des skuttérudites remplies à base de Cobalt

Abstract

Ce travail vise notamment à mener une étude complémentaire et comparative des propriétés structurales, mécaniques, électroniques, optiques et thermodynamiques des matériaux skutterudites remplies FeCo4Sb12, SnCo4Sb12, CaCo4Sb12 et BaCo4Sb12.. Ces matériaux thermoélectriques à fort potentiel sont largement utilisés dans les domaines technologiques et industriels. Pour prédire théoriquement les propriétés de ces matériaux, nous utilisons la méthode FP-LAPW implémentée dans le code WIEN2k. Les résultats des propriétés structurales sont en bon accord avec ceux trouvés antérieurement et les valeurs des constantes élastiques et l'analyse directionnelle du module de Young montrent que tous les composés sont élastiquement stables et ont une anisotropie élastique. Les structures de bandes et les densités d’états des différents matériaux étudiés confirment leurs comportements métalliques et non magnétiques tandis que le matériau FeCo4Sb12 est presque demi-métallique et ferromagnétique. L’étude des propriétés optiques a confirmé le fort caractère métallique des composés SnCo4Sb12, CaCo4Sb12 et BaCo4Sb12. La capacité calorifique à volume constant Cv des différents matériaux étudiés augmente avec un comportement quasi linéaire puis il devient proportionnel à T3 lorsque la température augmente.