[vc_row][vc_column][vc_tta_accordion shape=»square» c_icon=»chevron» c_position=»right» active_section=»» no_fill=»true» collapsible_all=»true»][vc_tta_section title=»Resumen» tab_id=»resumen»][vc_column_text]
La simulation ab initio appliquée à l'étude des matériaux et des nanomatériaux a démontré son immense potentiel pour l'obtention et la compréhension de leurs propriétés électroniques, structurales, dynamiques et autres. L'étude de ces propriétés par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), avec des approximations telles que LDA ou GGA et d'autres fonctionnelles, ouvre des perspectives considérables dans divers domaines, notamment la science des matériaux et la physique de la matière condensée. Les simulations ab initio constituent une technique complémentaire à l'étude expérimentale de ces propriétés. Leur caractère prédictif accroît l'intérêt porté à ce type d'étude et, combinées aux études expérimentales, elles permettent une compréhension plus approfondie de la physique et de la chimie des matériaux et des nanomatériaux dans des conditions extrêmes. L'objectif de ce sous-projet est d'étudier, par des méthodes ab initio, les propriétés électroniques, structurales, dynamiques et élastiques de matériaux et de nanomatériaux d'intérêt technologique, tels que les composés ABX₄, ABO₃, A₂X₃ et les pérovskites, sous des conditions de pression et de température extrêmes. Ce travail est mené en collaboration avec les trois autres projets expérimentaux qui font partie de ce projet coordonné. Notre objectif est d'appliquer ces méthodes à l'étude des propriétés susmentionnées, afin de fournir des informations utiles pour la synthèse et l'étude de nouvelles phases structurales susceptibles d'apparaître sous haute pression, ainsi que pour l'obtention des propriétés exotiques potentielles de ces phases. Différentes méthodes seront utilisées pour rechercher des candidats de phases haute pression dans les différents composés, allant des méthodes de recherche aléatoire aux méthodes évolutionnaires de nature génétique, en passant par des approches similaires. L'étude des nanocristaux, en raison de leur complexité, nécessitera la mise en œuvre de techniques permettant de réaliser ce type d'étude avec un grand nombre d'atomes et de simuler l'effet de la pression hydrostatique sur les nanostructures. Tout cela implique le développement et la validation du formalisme et des approches permettant d'aborder ce type de problème. Lorsque la complexité du système l'exige, les effets spin-orbite seront pris en compte, ou des méthodes DFT+U ou des méthodes fonctionnelles hybrides seront utilisées. Enfin, pour la caractérisation optique, dans certains cas, en raison de la faible largeur de bande interdite de certains composés, il sera nécessaire d'aller au-delà de la théorie DFT standard, en utilisant l'approximation GW, ce qui nous permettra également d'étudier d'autres propriétés optiques des systèmes analysés. Nous prévoyons également d'analyser la topologie des charges et les aspects chimiques des transitions de phase.
[/vc_column_text][/vc_tta_section][vc_tta_section title=»Abstract» tab_id=»abstract»][vc_column_text]
Les simulations ab initio appliquées à l'étude des matériaux et des nanomatériaux ont démontré leur capacité à comprendre leurs propriétés électroniques, structurales, dynamiques, etc. L'étude de ces propriétés à l'aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), avec des approximations telles que LDA ou GGA, et d'autres fonctionnelles, ouvre de nouvelles perspectives en science des matériaux et en physique de la matière condensée. Actuellement, les simulations ab initio constituent une technique complémentaire à l'étude expérimentale de ces propriétés. Le caractère prédictif de ces simulations renforce l'intérêt de les combiner à des études expérimentales afin de mieux comprendre la physique et la chimie de ces matériaux et nanomatériaux dans des conditions extrêmes. L'objectif de ce projet est d'étudier, par des méthodes ab initio, les propriétés électroniques, structurales, dynamiques et élastiques de matériaux et de nanomatériaux d'intérêt technologique, tels que les composés ABX₄, ABO₃, A₂X₃ et les pérovskites, sous des conditions extrêmes de pression et de température. Ce travail est mené en collaboration avec trois autres projets expérimentaux qui s'inscrivent dans cette recherche coordonnée. Nous avons l'intention d'appliquer ces méthodes à l'étude des propriétés mentionnées, afin de fournir des informations utiles pour la synthèse et l'étude de nouvelles phases structurales pouvant apparaître sous haute pression, et d'obtenir également d'éventuelles propriétés exotiques présentes dans ces phases. Pour identifier des candidats pour les phases haute pression, nous prévoyons d'utiliser différentes méthodes de recherche basées sur diverses techniques, allant des méthodes de recherche aléatoire aux algorithmes génétiques évolutionnaires, et des méthodes similaires. L'étude des nanocristaux, en raison de leur complexité, nécessitera la mise en œuvre de techniques permettant de réaliser de telles études avec un grand nombre d'atomes et de prendre en compte l'effet de la pression hydrostatique dans les nanostructures. Nous devrons améliorer le formalisme et tester différentes approximations de ce problème afin de disposer d'une méthode abordable. Dans certains cas, la complexité du système exigera l'utilisation d'approches plus sophistiquées, d'effets spin-orbite, de méthodes DFT+U et de fonctionnelles hybrides. La caractérisation optique de ces matériaux dans des conditions extrêmes, parfois en raison de la faible bande interdite de certains composés, nécessitera d'aller au-delà de la DFT standard ; nous utiliserons l'approximation GW et étudierons également d'autres propriétés optiques des systèmes. Nous prévoyons également d'analyser la topologie des charges afin d'étudier les aspects chimiques des transitions de phase.
[/vc_column_text][/vc_tta_section][/vc_tta_accordion][/vc_column][/vc_row]