Département de Physique

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Effet de la lacune d'oxygène sur l'adsorption de l'agrégat Pt-Li sur la surface (110) du rutile TiO2
(UMMTO, 2021) Amrous, Mohand-Tahar
Dans le premier chapitre de ce mémoire, nous avons présenté les théories essentielles sur lesquels se repose le code VASP avec lequel nous avons effectué nos calculs toute au long de notre étude. Nous avons utilisé la méthode de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité, qui a par ailleurs déjà largement démontré ses capacités, est tout à fait justifiée pour traiter ces systèmes. En effet les calculs théoriques sont en mesure d’apporter un appui à l’expérience en confirmant des hypothèses ou en apportant une interprétation fondamentale à un phénomène concret. Nous avons décrit brièvement le code utilisé, à savoir le VASP qui est basé sur la méthode des pseudo-potentiels de type PAW et où les fonctions d’ondes sont développées sur une base d’ondes planes. Dans le deuxième chapitre, nous avons étudié le massif du TiO2, où nous avons acquis les connaissances nécessaires pour l’étude de la surface et de vérifié la validité de la méthode pour une modélisation de l’adsorption de Pt-Li sur les surfaces stœchiométrique et réduite du rutile TiO2. Dans le troisième chapitre, nous avons présenté la surface propre étudiée et ces propriétés structurales, ensuite nous avons entamé l’étude de l’adsorption de l’agrégat Pt-Li, pour ce fait on à d’abord commencé par les différents cites de haute symétrie, ces dernier nous ont guidé pour les éventuelles configurations de l’agrégat. Nous avons entamé après notre étude sur la structure la plus stable qui présente une énergie d’adsorption de -2.48 eV. Nous avons introduit dans le quatrième chapitre une vacance d’un oxygène O2c dans la surface (110) du rutile TiO2, nous avons donc souligné son énergie de formation (Evf = 2.30 eV ), qui est en très bonne accord avec la littérature [39], et discuté les changement de la structure atomique qu’engendre la lacune. Ensuite nous nous somme intéressé au différentes configuration d’adsorption de l’agrégat Pt-Li, autour de la lacune vue qu’elle à tendance à améliorer l’adsorption, et cela est effectivement observé car les énergie d’adsorption sont nettement meilleure que celle calculées pour l’adsorption sur la surface stœchiométrique. On à poursuivi notre étude en présentant pour la configuration la plus stable (où le Pt-Li c’est adsorbé avec une énergie de -3.65 eV) les déférents réarrangement des atomes de la surface réduite et de l’agrégat. On à terminé ce chapitre et finalisé ce mémoire avec les propriétés électroniques de la surface (110) réduite du rutile TiO2, celle-ci confirme nos hypothèses et présente des résultats prometteurs pour la photocatalyse, en effet l’adsorption du Pt-Li une surface (110) réduite du rutile nous à permis non seulement de rétrécir le gap à 1.53 eV, mais également de générer un pique de surface due essentiellement à l’agrégat à l’intérieur du gap
Etude des propriétés anticorrosives de nanoparticules ZnMg par des indicateurs structuraux et électroniques
(UMMTO, 2023) Hadef, Nadia
Ce travail est une étude théorique des propriétés anticorrosives des agrégats Mg et ZnMg pour différentes tailles, à l'état libre, par des indicateurs structuraux et électroniques. Les calculs sont effectués a` l'aide du code VASP, basé sur la théorie de la fonctionnelle de la densité. Les propriétés structurales montrent que l'atome Zn est adsorbé en position pontée, induisant des changement notables dans les molécules de magnésium. Les propriétés électroniques des agrégats montrent, `a travers l'énergie de liaison, que plus l'agrégat est grand plus il est indissociable et que la substitution d'un atome Zn dans les agrégats Mg rend les structures encore plus compactes. L'étude de la réactivité chimique des agrégats est faite par le calcul de l'affinité électronique et du potentiel d'ionisation. Nos résultats montrent que plus l'agrégat est grand plus il est stable, lors du processus de réduction, et l'adsorption d'un atome Zn augmente cette stabilité. Lors du processus d'oxydation, plus l'agrégat est grand moins il est stable et le dopage par un atome Zn augmente la stabilité de quelques clusters, alors que d'autres deviennent moins stables. Selon les résultats du potentiel chimique, l'adsorption d'un atome Zn rend les agrégats de magnésium plus réactifs, avec quelques exceptions. Nous avons noté, a` travers l'étude des propriétés structurales des agrégats binaires MgO que l'atome d'oxygène est soit piégé au centre de la molécule de magnésium, soit adsorbé sur des sites creux triangulaires, alors que l'étude des agrégats ternaire ZnMgO montre que l'oxygène se lie préférentiellement au magnésium. Nous avons également calculé l'énergie d'adsorption et remarqué que plus le composé est grand plus il est moins réactif avec l'oxygène. Ces agrégats seront des agents anticorrosifs constituants des couches protectrices de revêtement.
Etude ab initio de l'adhésion de la molécule CO sur la surface Pt (001)
(UMMTO, 2012) Ziane, Mohamed
Etude ab initio de l'adsorption du monoxyde de carbone sur la surface Pt(001) propre et avec défauts.Application à l'étude de l'empoisonnement en CO des catalyseurs à base de platine
(UMMTO, 2018) Dahdah, Marzouk
Le code VASP muni de la théorie de la DFT permet l'étude de différents systèmes et permet aussi d'avoir des informations sur les propriétés électroniques, structurales de différents systèmes composés d'éléments pur ou mixé avec d'autres éléments, de plus avec les nouvelles technologies, les différents résultats peuvent être obtenus via le code VASP peuvent être aujourd'hui vérifiés par l’expérience. Dans ce travail nous étudierons l'adsorption de CO sur la surface Pt(001) afin de voir comment ce fait cette adsorption ou pollution de la surface et peut-être trouver une configuration qui amoindrirait cette pollution et accroîtrait les propriétés catalytiques du platine utilisé dans les piles à combustibles (PAC).
Etude ab initio de l'effet de l'adsorption de la molécule CO sur les propriètès structurales, électroniques et catalytiques des agrégats mixtes PtmAUn
(UMMTO, 2017) Kais, Salim
Le code VASP basé sur la théorie de la fonctionnelle de la densité a été utilisé pour déterminer les propriétés structurales et électroniques des agrégats Ptm, Aun et PtmAun avec m+n ? 5. Nous avons trouvé que les structures triangle et losange
Etude ab initio de l'effet de l'impact des défauts (adatome d'or, lacune, substitution) sur les propriétés catalytiques de la surface Pt (111) sous environnement monoxyde de carbone
(UMMTO, 2017) Labbaden, Djafar
Les simulations quantiques avec le programme VASP permettent aujourd'hui d'explorer les propriétés structurales, électroniques, magnétiques, optiques et dynamiques de la matière. En parallèle avec les avancées des expériences en science des surfaces. L'étude de l'adsorption de CO/Pt(111) a été effectué en vue de réaliser des applications catalytiques, les études théoriques à base de la théorie de fonctionnelle de densité (DFT, dites aussi méthodes ab-initio) connaissent un développement considérable dans le but de reproduire et comprendre la formation des structures compliquées de la matière à une échelle atomique. Dans ce travail, nous exposerons les différents résultats entrepris par calculs DFT, dans une version pseudopotentiel PAW sur les surfaces avec et sans défauts. Notre travail consiste à simuler une surface de Pt(111) puis étudier l'adsorption de la molécule de CO en donnant une importance particulière aux différentes propriétés structurales et électroniques
Etude DFT de l'adsorption du sodium dur la surface ( 110 ) du rutile TiO2
(UMMTO, 2020) Abed, Chanez
Ce travail, s’inscrit dans la problématique de l’amélioration des propriétés photo catalytiques du dioxyde de titane dans sa phase rutile en le modifiant en surface. Le système considéré consiste en l’adsorption d’un atome de sodium (un alcalin) sur la surface (110) du dioxyde de titane. Les mécanismes d’interaction d’atomes à l’interface solide / solide sont souvent très complexes et donc difficiles à caractériser. L’utilisation de la simulation numérique, et plus particulièrement des méthodes de type ab initio, telle la théorie de la fonctionnelle de la densité, permet d’accéder à des propriétés structurales et énergétiques de ces complexes de surface. Dans un premier temps, cette approche théorique a été validée sur le système TiO2 rutile bulk, bien connu expérimentalement. La confrontation systématique des résultats des calculs aux données expérimentales a permis de démontrer la capacité de cette approche à décrire correctement ce système complexe. Une fois la démarche optimisée et validée, une étude similaire a été effectuée sur le système Na/TiO2(110) en tant qu’outil prédictif, car aucune donnée expérimentale n’est encore confirmée sur ce système. Le but de cette étude est donc de déterminer le site d’adsorption de haut symétrie le plus favorable à l’adsorption du sodium sur la surface (110) du dioxyde de titane ; et de déterminer si, dans les cas où les données expérimentales sont trop complexes à obtenir, la simulation numérique peut apporter des éléments fiables et utilisables.
Modélisation de la surface du silicium en présence du fluor et de l'oxygène
(UMMTO, 2018) Khelifaoui, Salima
La gravure chimique du silicium par le plasma de fluor est l'une des techniques les plus importantes dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs. Le mécanisme de gravure par plasma fluoré, qui génèrent la présence d'une grande variété d'atomes réactifs de haute énergie d'ions est très compliqué. Il existe de nombreuses études théoriques ainsi que des études expérimentales mais toujours le mécanisme du processus de gravure de fluor n'est pas complètement compris. L'objectif de ce mémoire est la modélisation des processus physiques à l'échelle atomique, qui sont la base de la gravure chimique du silicium par le plasma de fluor. L'étude de l'adsorption des atomes du fluor et oxygène sur Si(001) est effectué par des simulations en appliquant des méthodes ab-initio basées sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT). Nous avons examiné tous les sites de haute symétrie possibles, pour les systèmes F/Si(001) et O/Si(001). Les énergies d'adsorption obtenues indiquent que le site bridge1 est le site le plus stable pour ces deux structures. Dans un second temps, nous avons étudié l'adsorption de deux atomes de fluor et d'oxygène sur la surface Si(001). Nous avons remarqué que pour le système 2F/Si(001) les atomes de fluor ont tendance à se positionner sur un site top d'un même atome de silicium, tandis que pour le système 2O/Si(001) ces atomes préfèrent la position bridge comme position plus stable.

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