Propriétés dynamiques, magnétiques et électroniques des couches minces et systèmes de basse dimension avec des défauts structuraux ou implantés

Abstract

Dans la présente étude, nous avons utilisé le formalisme de raccordement qui est un outil puisant pour traiter les problèmes avec brisure de symétrie. Nous avons calculé les différentes propriétés en occurrence dynamique de réseau, magnétique et électronique. On a choisi comme système à étudier un film mince avec des défauts implantés respectivement n plans avec n=1,3. Dans le cas des propriétés dynamiques de réseaux nous avons considéré du polonium(Po) avec des plans intégrés de cuivre (Cu). Pour les propriétés magnétiques nous avons considéré une couche mince de fer (Fe) avec des plans intégrés de Nickel,dans l’approximation de configuration cubique simple (CS). Pour les trois cas nous avons calculé les propriétés de volume à savoir la fonction dispersion en fonction de angle d’incidence y, les valeurs propres absolues Z en fonction de la fréquence  ainsi de la vitesse de groupe de déplacement des états propageant. Nous avons tracé la représentation 3D de facteur de phase Z ,celle-ci est plus complète , elle nous renseigne sur son module et sa phase. Nous avons aussi déterminé les différentes propriétés au voisinage de défaut en occurrence : dynamique de réseau ; magnétiques et propriétés électroniques. Les propriétés génériques de diffusion et de localisation au niveau d'une nanostructure intégrée dans un modèle de système inhomogène sont étudiées par la technique de raccordement dans l'approximation des premiers et second voisins.. Les résultats montrent que les conductances du système et les coefficients de réflexion et de transmission varient sensiblement avec les fréquences  et les paramètres du défaut atomique. Aux fréquences plus basses, la conductance commence à sa valeur maximale, diminue avec l'augmentation de  et disparaît à la limite de la zone Brillouin. Ces spectres peuvent apporter, d'un point de vue théorique et expérimental, des informations utiles concernant les paramètres au voisinage du défaut et sa nature spécifique. Les branches des états localisés au voisinage de défaut s’évanouissant de part et d’autre du défaut et se propagent selon la direction de haute symétrie de la nanostructure. Leurs nombres dépendent de la nature et la configuration du système. Ils se déplacent des basses vers les hautes fréquences avec l’augmentation des paramètres au niveau de la zone de défaut respectivement les constantes élastiques, intégrales d’échange et intégrales de saut de Harrison. Nous avons aussi calculés les conductivités thermiques associées respectivement aux conductances phononique, magnonique et électronique du système étudié. C’est une grande importante mesurable notamment en microélectronique où l’effet thermique est néfaste aux éléments des dispositifs des systèmes. D'un point de vue théorique et pratique, ces spectres pourraient offrir des informations inestimables sur les différents paramètres entourant le domaine du défaut atomiques

In the present study, we used the connection formalism which is a powerful tool for dealing with problems with symmetry breaking. We calculated the different properties in lattice dynamic, magnetic and electronic occurrence. We chose as a system to study a thin film with defects implanted respectively in n planes with n=1,3. In the case of dynamic network properties we considered polonium (Po) with integrated planes of copper (Cu). For the magnetic properties we considered a thin layer of iron (Fe) with integrated planes of Nickel, in the simple cubic configuration (CS) approximation. For the three cases we calculated the volume properties, namely the dispersion function as a function of the angle of incidence y, the absolute eigenvalues Z as a function of the frequency  as well as the group speed of movement of the propagating states. We have traced the 3D representation of phase factor Z, this is more complete, it tells us about its module and its phase. We also determined the different properties in the vicinity of the fault occurring: network dynamics; magnetic and electronic properties. The generic diffusion and localization properties at the level of a nanostructure integrated into an inhomogeneous system model are studied by the patching technique in the first and second neighbors approximation. The results show that the system conductances and coefficients reflection and transmission vary significantly with the frequencies  and the parameters of the atomic defect. At lower frequencies, the conductance starts at its maximum value, decreases with increasing , and disappears at the edge of the Brillouin zone. These spectra can provide, from a theoretical and experimental point of view, useful information concerning the parameters in the vicinity of the defect and its specific nature. The branches of the states located in the vicinity of the defect vanish on either side of the defect and propagate along the direction of high symmetry of the nanostructure. Their numbers depend on the nature and configuration of the system. They move from low to high frequencies with the increase in parameters at the fault zone, respectively the elastic constants, exchange integrals and Harrison jump integrals. We also calculated the thermal conductivities associated respectively with the phononic, magnonic and electronic conductances of the system studied. This is a very important measure, particularly in microelectronics where the thermal effect is harmful to the elements of the system devices. From a theoretical and practical point of view, these spectra could offer invaluable information on the different parameters surrounding the atomic defect domain.