Proprits des structures lectronique et magntique de ZrFe2 et de son hydrure, tudies par calculs ab initio.

Dr Michel Nakhl, Prof. Nam Ouaini, Dr Ludovic Martin(#) et Prof. Samir Matar (#).Universit Saint-Esprit de Kaslik. Facult des Sciences et de Gnie Informatique. Kaslik. Liban. (#) Institut de Chimie de la Matire Condense de Bordeaux. ICMCB-CNRS, Universit Bordeaux 1, 87 avenue du Docteur Albert Schweitzer. 33608 Pessac Cedex. FranceLes hydrures sont dune grande importance conomique, sociale et stratgique pour lavenir comme source dnergie propre en temps de crise ptrolire . IntroductionLtude de labsorption de lhydrogne par les alliages et les intermtalliques est une thmatique de recherche largement dveloppe. En effet, la proprit de ces matriaux de ragir spontanment avec l'hydrogne - des tempratures et des pressions proches de lambiante, ex. P=1 atm., T=373 K- conduit la formation dhydrures mtalliques ayant une capacit stocke souvent suprieure un atome d'hydrogne par atome mtallique, ce qui correspond une capacit massique de plus de 2% et une capacit volumique deux fois suprieure celle de l'hydrogne liquide. La recherche de nouveaux matriaux passe par la comprhension des structures lectroniques une chelle quantique. Cest ce que nous proposons par ltude ab initio auto-cohrente de ZrFe2 et de son hydrure ZrFe2H3.5. Lobjectif de notre travail est donc de prciser linfluence de linsertion dhydrogne sur les proprits de structure lectronique et magntique de lintermtallique hte.References:[1] S. MATAR, M. NAKHL et Nam OUAINI, J. CNRS Liban (en cours, 2005).[2] S. MATAR et V. PAUL-BONCOUR. Comptes Rendus Acad. Sciences. Paris, Srie IIc (Chimie), 3, 27 (2000). [3] V. PAUL-BONCOUR and S. MATAR. Phys. Rev. B 70, 184435 (2004). Rsultats : Influence du volume = effets magnto volumiques.Cadre des calculs de structure de bande. Les calculs des structures lectronique et magntique ont t effectus par la mthode de londe sphrique augmente (ASW) base sur lapproximation de spin locale LSDA la thorie de la fonctionnelle de la densit (DFT). Les lectrons de valence sont traits comme des tats de bande avec une base limite : Zr: lmax+1 =4, Fe: lmax+1=3, H: lmax+1=2 ; lmax=nombre quantique orbital maximal.Les interactions entre les constituants atomiques dcrivant la liaison chimique sont obtenues par la fonction ECOV covalent bond energy : ECOV 0=tats antiliants. In order to study separately the influence of the volume effect, crystal structure and hydrogen insertion effects on the electronic properties of YFe2Dx different structural models described below have been considered.Hydrure cubique C15 : Zr = sphres vertes ; Fe : sphres rouges ; H sphres bleues. a =7.567 avec H en A2B2 ou sites (96 g) de Fd3m (N227). Rsultats : Influence de lhydrogne interstitiel ZrFe2 et de son hydrure ZrFe2H3.5 ont une structure cubique dite C15 des phases de Laves . On montre les sites potentiels dinsertion de lhydrogne, A2B2 tant les plus grands. R=Terre Rare ou Y, Zr, Ti etc.., M : mtal de transition 3d ex. FeHaut : DOS partielles spin polarises de ZrFe2 au volume exprimental. En face : ECOV spin polarises de ZrFe2 projetes pour les diffrentes liaisons chimiques : haut : spins , bas : spins = la liaison chimique est dpendante du spin. Hydrure : Moindre polarisation de Fe et de Zr : effet magntovolumique partiellement contrecarr par leffet chimique de lhydrogne. Illustration par les DOS partielles spin polarises de ZrFe2H3.5 lallure diffrente des DOS de ZrFe2 et de la liaison chimique rsolue en spin ( et ) Fe-H et Zr-H. Rsultats des calculs : MFe = 2,27 B~ exp.MY = 0,1 B HFC(Fe) =-272 kGauss (accord avec lexprience)