133
Nous avons calculé pour toutes les combinaisons utilisées dans le codopage l’énergie totale pour les deux configurations parallèle et antiparallèle entre les spins des impuretés, nous avons déduit que l’état ferromagnétique (FM) est plus stable que l’état antiferromagnétique (AFM). Les densités d’états totales et partielles calculées montrent que ces systèmes sont demi- métal, cette demi-metallicité peut évaluer à partir de l’évolution de degré d’oxydation des dopants dans la structure hôte, cela peut nous donner des renseignements sur la vision ionique de telle sorte si il y a un transfert de charge entre les impuretés. Cette donnée est intéressante pour comprendre l’origine du ferromagnétique dans les oxydes magnétiques doublement dopés. Le succès du dopage double de TiO2 et SnO2 rutile apparait clairement dans l’optimisation
de la structure électronique et la phase magnétique de telle sort à savoir plusieurs avantages par rapport à la traditionnelle simple impureté :
- Pour tous les codopages la densité d’états permet de bien visualiser que les spins majoritaires et les spins minoritaires localisés dans le gap de la bande interdite, ce qui indique que la double impureté ne conduit pas à la distorsion de la nature de semi- conducteur hôte.
- Le caractère demi-métallique est favorisé avec une polarisation 100% des spin- majoritaire au niveau de Fermi.
- la possibilité d’éviter les lacunes en oxygène qui peut être conduit à la distorsion de la nature du matériau, Il peut être possible que la double impureté forment avec l’oxygène un complexe M1-O-M2 de large dimension donne une section efficace de diffusion plus
élevée.
- Le moment magnétique de tous les systèmes étudiés est suffisamment large.
- La double impureté est fortement couplée aux porteurs de charge, c’est-à-dire le couplage entre deux spins traduit l’action exercée sur le second spin par les porteurs qui ont été orientés par le premier spin.
La combinaison de tous ces aspects dans un oxyde semi-conducteurs dopé avec double impureté améliorent la qualité du matériau de tel sort qu’il devient très importante pour la fabrication de dispositifs de spintronique.
Une autre propriété magnétique souhaitable dans la fabrication des microscopies à effet tunel polarisé en spin est apportée à TiO2 rutile dopé doublement par Mo et OS et à la double pérovskite
Sr2FeMoO6 en substituant l’atome de Fer par Os. C’est la propriété demi-métal antiferromagnétique.
Ces matériaux demi-métaux antiferromagnétiques permettent de caractériser à une échelle sub-atomique la forme et l’état électronique des nanostructures.
134
Dans l’ordre de faire une bonne description de la structure électronique de Sr2OsMoO6, on
réalise une étude avec le calcul GGA+U en traitant U comme un paramètre libre variant sur un intervalle de valeurs entre 2.040 eV et 4.08 eV. Ce paramètre prend par considération la corrélation entre les électrons des orbitales d. Les paramètres U et J sont appliqués uniquement aux orbitales 5d d’Os. Les propriétés magnétiques et la demi-métallicité antiferromagnétique du système sont bien conservées. Par conséquent, le mécanisme de super-échange entre le moment de spin d’Os et le moment intrinsèque du Mo est beaucoup plus faible pour parvenir à l’alignement antiparallèle du moment d’Os et du Mo. En effet, il est plus ou moins impossible de distinguer les deux mécanismes super-échange et double échange dans ce cas. Cependant, on peut faire l’hypothèse qu’un mécanisme de type double échange est plus fort que super- échange. Ainsi, provoquant un arrangement antiferromagnétique.
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