Abstract FR:

Ce travail est une contribution a l'etude theorique des defauts etendus dans les materiaux covalents. L'etude concerne particulierement les joints de grains de flexion du silicium, choisi comme materiau modele. Le modele de calcul fait appel a l'approximation des liaisons fortes autocoherentes. Il est utilise dans le cadre de deux techniques de calculs : la technique de la matrice densite dont la charge est lineaire avec le nombre d'atomes, la technique de diagonalisation du hamiltonien developpee dans le reseau reciproque. Des parametres du modele pour un calcul d'energie totale ont ete ajustes de maniere a reproduire la structure electronique du silicium et a assurer la transferabilite de ses proprietes cristallines et mecaniques. Un nouveau type de conditions aux limites est propose et valide. L'usage de ces conditions, anti-periodiques ou a la mobius, specialement adaptees aux joints de grains, n'implique aucune approximation supplementaire et permet d'economiser un facteur deux dans les calculs. Ainsi adapte, le modele est utilise pour l'etude du joint sigma 25 001 (710). Les calculs montrent la possibilite pour ce joint d'adopter, pour un faible surcout energetique, plusieurs variants superposes le long de son axe avec des fautes de recostruction structurelles locales generatrices d'etats electroniques dans la bande interdite. Ceci confirme les observations experimentales. Une etude analogue est menee pour le joint sigma 13 001 (510). Afin de comparer l'acitivite electrique structurale des joints precites a celle induite par des impuretes, des parametres d'energie totale pour la liaison silicium-nickel sont ajustes et utilises dans quelques calculs preliminaires. Enfin, une etude energetique des deux variants du joint sigma 11 011 (2-33) est effectuee. Le resultat est contraire a celui obtenu jusqu'ici a l'aide de divers potentiels phenomenologiques.