Etude ab initio des propriétés structural, mécaniques et électroniques des allotropes (Diamant, Graphite et Graphène) du Carbone

Abstract

Dans ce mémoire, nous avons effectués le calcul des propriétés structurelles, Mécaniques et électroniques du carbones et ses allotropes (Diamant, Graphite et Graphene ) en utilisant la méthode des ondes planes augmentées et linéarisées dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de densité. Le potentiel d`échange et de corrélation est paramaitrisé par les approximations LSDA et GGA.). Les structures de bandes calculées pour ces matériaux indiquent la présence d’un gap indirect au point de haute symétrie (?, X) de 4.61 eV pour le diamant , ce qui indique que le diamant est un isolant électrique. Pour le graphite, on enregistre le chevauchement des bandes au point de haute symétrie (K, K’) , ce qui confirme la nature métallique de type de carbone. En ce qui concerne , le graphene 2D, on voit que sa largeur de la bande interdite est nulle et les bandes de valences et les bandes de conductions se rejoignent aux points Ket K’ de la première zone de Brillouin. A partir de là, le graphène peut être considéré comme un semi-métal à gap nul. Donc, nos calculs montrent que les propriétés du graphite et du graphème diffèrent de celles du carbone naturel