Transport de phonons par les interfaces et les lames atomiques minces insérées en sandwichs dans les sustèmes cubiques

Abstract

Cette thèse est consacrée à l'étude théorique de la dynamique vibrationnelle des structures atomiques. Le but est de comprendre les mécanismes relatifs à la diffusion et à la propagation des ondes élastiques via les interfaces et les lames atomiques ultraminces insérées dans des structures cubiques. Les systèmes modèles sous étude sont répartis en deux catégories. La première décrit l’effet d’une seule interface de type A/B sur les propriétés dynamiques des structures cc et cfc, obtenues par la juxtaposition de deux systèmes semi-infinis ayant différents paramètres élastiques. Quant à la deuxième, elle fait l’objet des systèmes à plusieurs interfaces, formant un résonateur de Fabry-Pérot. En particulier, elle traite l’impact de deux puis quatre zones interfaces sur les spectres vibrationnels des structures de types A/B/A et A/B/A/B/A. Ces structures sont obtenues par insertion de films ultraminces en sandwich dans un système cubique cc et cfc. Chaque lame atomique se compose d’un nombre fini de plans atomiques, et de plus le choix est fait de telle sorte que les cristallisations du système soient reproduites. La dynamique des atomes qui sont les excitations élémentaires se propageant collectivement sur les plans atomiques des systèmes par l’intermédiaire des interfaces et les lames insérées en sandwichs a été réalisée en employant la méthode de raccordement. Le transfert de chaleur via ces interfaces est également déterminé et analysé pour les semi-conducteurs. Les résultats des spectres de vibration (coefficients de transmission, états localisés, transmittance et DOS) montrent la sensibilité et la dépendance du transport phononique des dimensions et de la géométrie des structures et des lames atomiques insérées. Ils sont calculés comme éléments d’une matrice de diffusion de type Landauer, par analogie avec le transport électronique cohérent.