thesis

Etude théorique de la structure électronique des matériaux quasicristallins

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Jan. 1, 1996

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Abstract FR:

Les quasicristaux sont des solides ordonnes presentant une coherence orientationnelle a longue distance sans periodicite de translation. Leurs proprietes electroniques sont spectaculaires. Par exemple, la phase alpdre presente une resistivite de semi-conducteur (> 10 ohm. Cm a 4 k), bien que sa densite d'etats au niveau de fermi soit environ 1/10 de celle de l'aluminium pur. Une etude numerique de plusieurs alliages intermetalliques a base d'aluminium et d'approximants realistes de quasicristaux a permis de degager deux caracteristiques essentielles de leur structure electronique: un creusement important de la densite d'etats au niveau de fermi par rapport aux electrons libres, ce qui est attendu pour les alliages de hume-rothery, et une structure tres piquee dans la densite d'etats. Cette derniere propriete, specifique des quasicristaux, a ete correlee avec les proprietes de transport electroniques. Le role des metaux de transition a ete etudie par une generalisation du modele de l'etat lie virtuel en tenant compte de la specificite de ces alliages. Nous presentons, entre autre, une explication de la valence negative apparente des metaux de transition qui est evoquee depuis longtemps dans les intermetalliques. En outre, cette etude montre que les metaux de transition jouent un role important dans le creusement de la densite d'etats au niveau de fermi. Dans le cadre de la theorie de la diffusion, nous analysons la localisation des electrons par un agregat atomique dans une matrice metallique. Cette etude montre l'existence d'etats lies virtuels d'agregats qui peuvent expliquer la structure piquee de la densite d'etats et sont coherents avec la notion d'etats critiques generalement consideres pour decrire le spectre electronique des pavages quasiperiodiques. Cependant, la stabilite des agregats n'est pas due a cette localisation car leur energie de cohesion est la somme d'interactions de paires. Cela renforce l'image des quasicristaux comme des alliages de hume-rothery