Le ferromagnétisme et les super-réseaux à base des composés III-N

Une étude du premier principe

Dans ce travail on a étudié les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des super-réseaux à base des composés binaires XN et YN (X = Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe et Y = Al, Ga, In) en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW), et cela dans le but d’obtenir des matériaux demi-métalliques.

Nous avons pu démontrer que les super-réseaux de type 1couche/1couche représentés par (VN)1/(YN)1, (CrN)1/(YN)1 et (MnN)1/(YN)1 (Y=Al,Ga,In), de type 1couche/3couches représentés par (CrN)1/(GaN)3 et (MnN)1/(GaN)3 et les super-réseaux GaN/MnN/AlN/CrN, GaN/MnN/AlN/VN et GaN/CrN/AlN/VN sont demi-métalliques, ce qui les rend ainsi, des matériaux très prometteurs pour des applications en spintronique, le nouveau domaine par excellence qui joint l’électronique et le magnétisme.

Par ailleurs, l’origine physique du ferromagnétisme dans les matériaux étudiés s’explique par un mécanisme de couplage entre les électrons p de l’azote et les électrons d du métal de transition, interaction connue sous le nom d’interaction p-d.

Enfin, le moment magnétique total résulte d’une forte contribution des métaux de transition et de la région interstitielle.