Laboratoire Charles Coulomb UMR 5221 CNRS/UM2 (L2C)

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Accueil > Physique Théorique > Equipe : Physique Statistique > Thème : Etude des propriétés structurales, électroniques et vibrationnelles des verres et des nanostructures par simulation ab-initio

Thème : Etude des propriétés structurales, électroniques et vibrationnelles des verres et des nanostructures par simulation ab-initio

Présentation

Qu’il s’agisse de matériaux massifs de structure complexe, désordonnée ou non, ou de systèmes de basse dimensionalité aux effets de surface prépondérants, les propriétés remarquables qui font l’intérêt de ces systèmes sont toujours fortement correlées à leur structure atomique et aux mécanismes élémentaires se déroulant à cette échelle. Une compréhension détaillée de ces systèmes est ainsi cruciale pour être en mesure de contrôler puis d’ajuster leurs propriétés au niveau expérimental.

De nombreuses propriétés des verres silicatés (SiO2 + oxydes) dépendent de leur composition. Si le comportement des silicates en fonction de leur composition est relativement bien connu empiriquement, il n’existe que peu d’études théoriques sur ces effets. Lors de la dernière décennie, il est devenu possible de simuler des verres également au moyen de méthodes de dynamique moléculaire ab initio et ceci bien sûr grâce au développement continu des ordinateurs parallèles. Ces simulations, pour la plupart de type Car-Parrinello, présentent l’avantage de combiner une description précise des interactions entre atomes et la possibilité de réarrangements moléculaires et de reconstructions de liaisons chimiques à température finie. Dans ces méthodes, les forces interatomiques sont déterminées à partir de calculs de structure électronique basés sur le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité.

Notre objectif est d’étudier de manière approfondie la structure atomique de ces systèmes afin d’en extraire des correlations quantitatives entre les modifications structurales dues aux changements de composition chimique et/ou des conditions physiques, et celles de leur propriétés électroniques, vibrationnelles et optiques mesurées expérimentalement (spectres RMN, Raman, diffusion de neutrons etc). Nous avons choisi des systèmes de composition plus ou moins simple, en concertation avec les organismes avec lesquels nous collaborons sur ce sujet.

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