Structure électronique et magnétisme

Les objectifs de cette partie sont :

• Tracer une densité d'état (DOS).
• Tracer un diagramme de bandes.
• Étudier un composé couche ouverte : Ni FCC

Le système étudié est le nickel métal (CFC, $Fm\overline{3}m$, a = 3.52387 A). Comme précédemment pour le cuivre, on utilisera la maille unitaire rhomboédrique. On ne cherchera pas à optimiser la structure pour se concentrer sur les propriétés électroniques.

Traitement d'un système couche ouverte

Le nickel métal présente des propriétés magnétiques du fait de la présence d'électrons célibataires. Dans le code VASP, comme dans d'autres codes de DFT, par défaut, les niveaux sont supposés être soit doublement occupés soit vacants. Cette situation n'est pas compatible avec la présence d'électrons célibataires.

Il faut donc indiquer au code de traiter séparément les électrons up, $\alpha$, et down, $\beta$. Ce type de calculs s'appellent des calculs spin polarisés (spin polarized calculations). Dans VASP, le mot clef ISPIN active ce type de calculs.

Dans le fichier INCAR, on ajoute les lignes suivantes :

  ISPIN = 2
  MAGMOM = 1

Voir la signification du mot clef MAGMOM.

Dans les calculs, vous ne relaxerez pas la géométrie. Télécharger les fichiers inputs ici.

1. Faire un premier calcul sachant que MAGMOM = 1 est la valeur par défaut :
   • Relever l'énergie
   • Chercher les valeurs de moment magnétique à la fin du fichier OUTCAR.
2. Refaire le même calcul avec des valeurs de MAGMOM égales à 0 et 2.
   • Mettre ISTART = 0 dans le fichier INCAR.
   • Relever l'énergie et la valeur du moment magnétique

Voir les résultats de cette partie.