Etude ab initio des propriéties physiques des composées Pérovskite CaRbX3 (X=Cl et I)

Abstract

Les pérovskites sont connues pour leur structure simple et constituent l’un des minéraux les plus abondants à la surface de la Terre. Les composés halogénés de type pérovskite à base de calcium CaRbX₃ (X = Cl, I) suscitent un grand intérêt dans le domaine des sciences des matériaux, car ils sont considérés comme des matériaux prometteurs pour les applications électroniques et optoélectroniques grâce à leurs propriétés variées. Les pérovskites halogénées possèdent en effet des applications technologiques importantes. Cette étude présente un calcul ab initio des propriétés physiques des composés pérovskites halogénés CaRbX₃ (X = Cl ou I), en utilisant le code Wien2k. Pour garantir des résultats cohérents, nous avons adopté la méthode des ondes planes linéaires augmentées à potentiel total (FP-LAPW) dans le cadre de l’approximation du gradient généralisé (GGA). Notre étude a couvert les propriétés structurales, électroniques, et optiques des composés CaRbCl₃ et CaRbI₃ dans la phase cubique. Les constantes de réseau optimisées pour les deux composés sont en bon accord avec les données théoriques disponibles dans la littérature, ce qui confirme la stabilité structurelle des deux matériaux à pression nulle. Par ailleurs, les propriétés électroniques ont révélé que ces composés sont des semi-conducteurs à gap direct. Les valeurs du gap énergétique calculées concordent bien avec les données théoriques existantes, et l’on constate que le remplacement de Cl par I réduit la largeur du gap. Les densités d’états électroniques (TDOS et PDOS) montrent que les orbitales s et p des halogènes contribuent significativement au sommet de la bande de valence, tandis que les orbitales de Rb et Ca participent à la bande de conduction, ce qui reflète la nature de l’hybridation entre les atomes. Concernant les propriétés optiques, une analyse détaillée des fonctions de réponse optique a été effectuée : fonction diélectrique complexe ε₁(ω) et ε₂(ω), indice de réfraction, coefficient d’absorption, coefficient d’extinction et réflectivité. Les résultats montrent que les deux composés présentent une bonne capacité d’absorption dans le domaine ultraviolet, avec une amélioration notable pour CaRbI₃, attribuée à sa plus faible largeur de bande interdite, ce qui suggère leur potentiel dans les cellules solaires et les technologies photovoltaïques