ÉTUDE PAR SIMULATION - METHODE DE PREMIER PRINCIPE - DE LA STABILITE STRUCTURALE, DES PROPRIETES ELECTRONIQUES ET OPTIQUES D’UNE CERAMIQUE DENTAIRE COMPOSEE DU SPINELLE MGAL2O4
Mots-clés :
Phase spinelle, Stabilité structurale, Propriétés électroniques, Propriétés optiquesRésumé
L’objectif de ce travail est l’étude par simulation - méthode de premier principe - de la stabilité structurale, des propriétés électroniques et optiques d’une céramique dentaire composée du spinelle MgAl2O4. Pour cela, nous avons utilisée la méthode du pseudo potentiel et les ondes plane (PP-PW) basée sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT).
La détermination de la stabilité structurale de la phase Spinelle a été effectuée en calculant leur enthalpie de formation. Le résultat obtenu dans le cadre de l’approximation de la densité locale (LDA) montre que la phase Spinelle est énergétiquement plus stable. Pour mieux élucider la nature isolante de la céramique dentaire à base de Spinelle, nous avons calculé la structure de bandes et la densité d’états (DOS) du composé MgAl2O4. Nous avons enregistré un grand gap d’énergie estimé à environ ~5.3 eV, indiquant ainsi le caractère isolant de ce composé. Les propriétés optiques de la phase Spinelle MgAl2O4 telles que la fonction diélectriqueε(ω), l’indice de réfraction n(ω) et le coefficient d’extinction k(ω) sont calculés dans une gamme d’énergie comprise entre 0 et 40 eV. Les spectres optiques montrent que la phase Spinelle est théoriquement transparente dans le visible et l’infrarouge, présente une absorption très élevée dans l’ultraviolet, et possède un indice de réfraction comprise entre 1.658−1.697 dans la région visible.
Téléchargements
Références
. C. Schirra, Esthétique des dents antérieures avec le système In-Ceram ®-Spinell, Cologne, Allemagne, Rev Mens Suisse Odontostomatol, Vol 108: 7 (1998).
. L. Pröbster, M. Groten, VITA All-Ceramics-VITA In-Ceram® Guide for all-ceramic restorations in the dental practice, Edition (2006).
. J. M. Poujade,C. Zerbib. D. Serre. Céramiques dentaires. EMC-Dentisterie. 1, 101 (2004).
. Z. E. Biskri, H. Rached, M. Bouchear, D. Rached. J. Mech.Behav. Biomed. Mater. 32, 345 (2014).
. Z. E. Biskri, H. Rached, M. Bouchear, D. Rached, and M. S. Aida, J. Elec. Mater. 45 (2016).
. S. J. Clark, M. D. Segall, C. J. Pickard, P. J. Hasnip, M. J. Probert, K. Refson, M. C. Payne, Zeitschrift fuer Kristallographie. 220, 567 (2005).
. P. C. Hohenberg and W. Kohn, Phys. Rev. B. 136. 864 (1964).
. W. Kohn, L.J. Sham, Phys. Rev., B 140, 1133, (1965).
. D. Vanderbilt, Phys. Rev. B: Condens. Matter. 41, 7892 (1990).
. J. P. Perdew, A. Zunger, Phys. Rev. B 23, 5048 (1981).
. H. J. Monkhorst, J. D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
. L.W. Finger, R.M. Hazen, and A.M. Hofmeister. Phys. Chem. Mineral. 13, 215 (1986).
. F. Nestola, T. B. Ballaran, T. B. Zunic, F. Princivalle, L. Secco, A. D. Negro, Am. Mineral. 92, 1838, (2007).
. H. Sawada, Mater. Res. Bull., 30, 341, (1995).
. D. Levy, A. Pavese, M. Hanfland, Am. Mineral. 88, 93 (2003).
. A. Johnson, Some Thermodynamic Aspects of Inorganic Chemistry, 2nd ed (Cambridge University Press, Cambridge, U.K., 1982).
. S. K. Sexana, N. Chatterjee, Y. Fei, G. shen, Thermodynamic Data on Oxides and Silicates, (1993); J. F. W. Bowles, R. A. Howie, D. J. Vaughan, and J. Zussman, Rock-forming Minerals: Non-Silicates: Oxides, Hydroxydes and Sulphides, 2nd ed, Volume 5A, 366 (2011).
. B. Tu, H. Wang, X. Liu, W. Wang, Z. Fu, J. Eur. Ceram. Soc, (2015).
. H. Moriwake, I. Tanaka, F. Oba, Y. Koyama, and H. Adachi, Phys. Rev. B 65, 153103 (2002).
. R. Khenata, M. Sahnoun, H. Baltache, M. Rérat, Ali H. Reshak,Y. Al-Douri, B. Bouhafs. Phys. Lett A 344, 271 (2005).
. S. M. Hosseini, Phys. Stat. Sol. (b). 245(12), 2800 (2008).
. M. L. Bortz, R. H. French, D. J. Jones, R. V. Kasowski, and F. S. Ohuchi, Phys. Scr. 41, 537 (1990).
. M.D. Segall,P.J.D.Lindan, M. J.Probert, C. J.Pickard, P. J.Hasnip, S. J. Clark, M. C. Payne, J. Phys.: Condens. Matter. 14, 2717 (2002).
. H. A. Kramers, La diffusion de la lumiere par les atomes. Atti Cong. Intern. Fisica, (Transactions of Volta Centenary Congress) Como, 2, 545 (1927).
. N. N. Boguslavska, E. F. Venger, N. M. Vernidub, Yu. A. Pasechnik, and K. V. Shportko, Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron. 5, 95 (2002).
. B. Amin, R.Khenata, A.Bouhemadou, IftikharAhmadd, M. Maqbool, Physica B 407 2588 (2012).
. M. Fox, Optical properties of solids (New York: Oxford University Press)(2001).
. GEMSELECT, http://www.gemselect.com/gem-info/spinel/spinel-info.php.
. T. Völkel, H. Bürke, F. Rothbrust, M. Schweiger, H. Kerschbaumer, and A. Stiefenhofer, Report No. 17, IvoclarVivadent AG, Schaan, Liechtenstein, June 2006.
