Approche théorique des structures électroniques et magnétiques et des transitions de phases de systèmes à polarisation de spins (MnS et MnS2) : simulation des spectres de diffraction neutronique.

par Rémy Tappero

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Albert Lichanot.

Soutenue en 1999

à Pau .


  • Résumé

    La méthode quanto-chimique linear combination of atomic orbitals (L. C. A. O. ) mise en oeuvre dans le programme Crystal nous a permis de déterminer les fonctions d'onde ou orbitales cristallines de systèmes a polarisation de spins (MnS et MnS 2). Les calculs de type unrestrictes hartree-fock (U. H. F. ) ont été conduits soit dans le cadre de l'approximation hartree-fock (H. F. ) soit dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (D. F. T. ). Dans cette dernière approche, les modèles de correction locaux (local density approximation : L. D. A. ) et non locaux (generalized gradient approximation : G. G. A. ) de la densité électronique ont été utilisés afin de décrire le potentiel d'échange-corrélation. Des propriétés structurales, électroniques et magnétiques du sulfure et du disulfure de manganèse, pris sous différentes formes allotropiques et selon différents arrangements magnétiques ont été déduites du calcul des orbitales cristallines. En particulier, l'échelle de stabilité expérimentale des polymorphes de MnS a pu être retrouvée et pour les plus importants d'entre eux (B 1 et B 3), les arrangements antiferromagnétiques AF II et AF III se sont avérés être les plus stables en accord avec l'expérience. Dans le cadre du modèle de Heisenberg, les constantes de couplage de superéchange entre spins ont été évaluées. Pour les arrangements de spins les plus stables AF II (B 1) et AF III (B 3), les densités atomiques de spin ont été déterminées. Elles confirment le caractère ionique important des composés et ont servi de base à la simulation des spectres de diffraction neutronique. Ces spectres ont été calculés à la fois dans le modèle classique à atomes indépendants (I. A. M. ) et dans les modèles quantiques ab-initio H. F. Ou semi-empirique D. F. T. L'effet de champ cristallin a été déduit et, de la comparaison très satisfaisante avec les données expérimentales, il est ressorti clairement l'importance de calculer exactement le potentiel d'échange électronique.


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  • Détails : 1 vol. (270 p.)

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