Reference : First-principles study of tungsten trioxide:structurale properties and polaron formation
Dissertations and theses : Doctoral thesis
Critical notes/edition
Physical, chemical, mathematical & earth Sciences : Physics
http://hdl.handle.net/2268/214218
First-principles study of tungsten trioxide:structurale properties and polaron formation
English
Hamdi, Hanen mailto [Université de Liège - ULg > > > Form. doct. sc. (physique - Bologne)]
30-Sep-2017
Université de Liège, ​Liège, ​​Belgique
Docteur en Sciences
Ghosez, Philippe mailto
[en] Résumé
L’oxyde de tungstène (WO 3 ) est un composé qui a été énormément étudié du fait de la richesse
de ses propriétés physiques et de leurs utilisations pour des applications technologiques. En
effet, WO 3 est le matériau électrochromique le plus connu grâce à sa capacité de changer de
couleur de manière réversible lorsqu’il est soumis à des ondes électromagnétiques ou bien sous
l’application d’un champ électrique. Au niveau industriel, les matériaux électrochromiques,
dont WO 3 fait partie, sont utilisés principalement dans la fabrication de fentêres à haut
rendement énergétique, de verres intelligents, de rétroviseurs anti-reflets, de toits ouvrants,
de batteries ou de cristaux photoniques accordables. Il est intéressant de noter que toutes ces
propriétés sont liées au dopage et donc directement à la formation de polarons et de bipolarons
qui vont influencer les transporteurs de charges. Bien que ce composé ai été largement étudié
expérimentalement et théoriquement, il reste encore des questions pertinentes et non résolues
concernant les propriétés structurales de WO 3 et la caractérisation des polarons dans WO 3−x .
Cette thèse est ainsi dédiée en premier temps, à analyser et comprendre les différentes tran-
sitions de phase du WO 3 sur base de calculs ab-initio basés sur la théorie de la fonctionnelle
de la densité (DFT) et de reproduire les mesures expérimentales. Plus particulièrement, nous
avons montré que WO 3 est un matériau anti-ferroélectrique à l’état fondamental et que c’est
possible de le rendre ferroélectrique sous l’application d’un champs électrique. En second
temps, nous avons élargi nos précédentes études de WO 3 à l’état pur sans defaut, en explo-
rant théoriquement les effets des lacunes d’oxygène sur les propriétés physiques de WO 3 . Nous avons discuté le développement du polaron, qui est due à l’ajout d’un électron extèrieur dans la supercellule de l’état fondamentale de WO 3 , en fonction de la taille de la supercellule en utilisant des calculs de premier principe. Nous avons ainsi confirmé des travaux expérimentaux précédents reliés au polaron dans WO3 .
http://hdl.handle.net/2268/214218

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