Étude ab-initio des propriétés structurales, électroniques et magnétiques des matériaux de type (Breading pyrochlore)

Abstract

Dans ce travail, nous avons étudié les propriétés structurales, électroniques et magnétiques du composé CuAlCr₄S₈ appartenant à la famille des matériaux de type Breathing Pyrochlore. Les calculs ont été réalisés dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) à l’aide du code VASP et de l’approximation du gradient généralisé (GGA-PBE). L’optimisation structurale a permis de déterminer les paramètres d’équilibre du matériau et de confirmer sa stabilité structurale. Afin d’identifier l’état magnétique fondamental, plusieurs configurations magnétiques ont été examinées, notamment l’état ferromagnétique (FM) ainsi que les états antiferromagnétiques A-AFM, C-AFM et G-AFM. La comparaison des énergies totales a permis de mettre en évidence la configuration la plus stable du système. Les propriétés électroniques ont été analysées à travers les densités d’états électroniques (DOS), mettant en évidence la contribution dominante des orbitales du chrome aux états situés à proximité du niveau de Fermi. Les résultats obtenus montrent une forte corrélation entre la structure cristalline, l’ordre magnétique et les propriétés électroniques du composé. Cette étude contribue à une meilleure compréhension des mécanismes physiques gouvernant les matériaux de type Breathing Pyrochlore et fournit des informations utiles pour de futures investigations théoriques et expérimentales.