Propriétés structurales, électroniques, magnétiques et optiques des structuresbidimensionnelles et tridimensionnelles des semi-conducteurs et de métaux de transition

Abstract

Structural, electronic and optical properties of germanium clusters doped with palladium, platinum and Iridium atoms MGen (M= Pd, Pt and Ir , n=1.20) are investigated in the framework of the density functional theory. From n.10 for Pd or 11for Pt or n.12 for Ir, the cage like structures where the doping atom is totally encapsulated inside a Gen cage are favored. Relative stabilities of different MGen clusters have been analyzed from the average binding energies, second energy differences, HOMO.LUMO gap, and the vertical ionization potential and electronic affinity. Our results show that the clusters of MGen (M= Pd, Pt) with n=10, 12, 16 and 18 exhibit relative high stability, in which for Ir we highlight the great stability of IrGe13 which presents a high-symmetry cage-like geometry and a peculiar electronic structure in which the valence electrons of Ir and Ge atoms are delocalized and exhibit a shell structure. Optical absorption spectra are predicted to be unable to discriminate the endohedral and exohedral structures. Resume Les proprietes structurales, electroniques et optiques des clusters de germanium dopes avec des atomes de palladium, de platine et d'iridium MGen (M = Pd, Pt et Ir, n = 1.20) sont etudiees dans le cadre de la theorie de la fonctionnel de densite. A partir de n . 10 pour Pd ou 11 pour Pt ou n . 12 pour Ir, les structures en forme de cage ou l'atome dopant est totalement encapsule a l'interieur d'une cage Gen sont favorisees. Les stabilites relatives de differents groupes de MGen ont ete analysees a partir des energies de liaison moyennes, des differences d'energie secondaire, de l'ecart HOMO . LUMO et du potentiel d'ionisation verticale et de l'affinite electronique. Nos resultats montrent que les clusters de MGen (M = Pd, Pt) avec n = 10, 12, 16 et 18 presentent des stabilites relatives elevees. Dans le cas de Ir, nous soulignons la grande stabilite d'IrGe13 qui presente une haute symetrie en forme de cage geometrie et une structure electronique particuliere dans laquelle les electrons de valence des atomes Ir et Ge sont delocalises et presentent une structure de coque. Les spectres d'absorption optique ne permettent pas de distinguer les structures endohedriques et exohedriques.